Recientemente, un equipo investigador proveniente de Estados Unidos diseñó una proteína capaz de registrar señales químicas entrantes de las neuronas (no solo las salientes, como ocurría hasta ahora). Se trata de mensajes muy sutiles que se basan en la liberación del neurotransmisor glutamato, fundamental en la comunicación cerebral y, hasta hoy, muy difícil de detectar en tejido vivo.

La investigación, desarrollada por investigadores del Allen Institute y del Janelia Research Campus del Howard Hughes Medical Institute, fue publicada en Nature Methods. Desde allí se permite, por primera vez, "escuchar" estas señales de entrada con gran precisión, lo que permite transformar la forma que se mide y analiza la actividad neuronal.

Descifrar el código del cerebro

Denominado iGluSnFR4 (pronunciado glue sniffer), el sensor creado actúa como un indicador molecular de glutamato con una sensibilidad sin precedentes. Cuenta con la capacidad de detectar las señales químicas más débiles que reciben las neuronas, lo que abre la puerta a estudiar cómo procesan miles de estímulos simultáneos y cómo, a partir de ellos, generan una respuesta. Estos cálculos neuronales están en la base de procesos como la toma de decisiones, el pensamiento, la memoria o la emoción.

Hasta el momento, la neurociencia podía registrar con relativa facilidad las señales eléctricas que salen de las neuronas, pero las señales entrantes (rápidas y de baja intensidad) quedaban fuera de alcance. Las tecnologías disponibles eran demasiado lentas o poco sensibles para observar lo que ocurre a nivel de una sola sinapsis. Con iGluSnFR4, los investigadores pueden seguir la conversación completa entre neuronas y no solo fragmentos aislados.

“Era como leer un libro con todas las palabras desordenadas, sin entender el orden ni el significado”, explicaron desde el estudio.

Implicaciones para la salud y la investigación

El hallazgo cuenta con grandes beneficios a nivel biomédico. Las alteraciones en la señalización del glutamato se vinculan a enfermedades como Alzheimer, esquizofrenia, autismo o epilepsia. Por este motivo, poder medir con precisión cómo reciben información las neuronas ayuda a identificar mecanismos que fallan en estos trastornos y localizar sus causas profundas.

A su vez, el nuevo sensor ofrece una ventaja clave para el desarrollo de fármacos. Las compañías farmacéuticas podrán evaluar cómo los tratamientos experimentales afectan a la actividad sináptica real, lo que podría acelerar la búsqueda de terapias más eficaces y específicas.

Previo a esta investigación, los científicos podían estudiar por separado la estructura de las conexiones neuronales y la actividad de algunas neuronas concretas, pero resultaba muy difícil combinar ambas informaciones. “No sabíamos bien qué neurona le estaba diciendo qué cosa a cuál”, señalaron. Y añadieron: “Ahora podemos medir qué información llega a una neurona desde distintas fuentes, una pieza fundamental que faltaba en la investigación en neurociencia”.

Un esfuerzo colaborativo

El desarrollo de iGluSnFR4 es fruto de una estrecha colaboración entre distintos centros de investigación: “Es un ejemplo claro de cómo la cooperación entre laboratorios e instituciones impulsa nuevos descubrimientos”.

Con la herramienta ya disponible para la comunidad científica mediante Addgene, el repositorio internacional sin fines de lucro que distribuye material genético para la investigación, los investigadores ya cuentan con un recurso clave para observar cómo las neuronas reciben y procesan información. Un paso decisivo que acerca a la ciencia a desvelar algunos de los mayores misterios del cerebro humano.

Fuente: SINC.