By: eLife
El cerebro tiene una enorme capacidad para adaptarse a su entorno. Esta capacidad de aprender continuamente y formar nuevos recuerdos gracias a su maleabilidad, se conoce como plasticidad cerebral.
Uno de los mecanismos más importantes detrás de la plasticidad cerebral es el cambio tanto en la estructura como en la función de las sinapsis, los puntos de contacto entre neuronas donde ocurre la comunicación. Estos sitios de contacto sináptico ocurren a través de protuberancias microscópicas en las ramas de las neuronas, llamadas espinas dendríticas. Las espinas dendríticas son muy dinámicas y cambian de forma y tamaño en respuesta a los estímulos.
Estudios anteriores han demostrado que se producen alteraciones en la plasticidad sináptica en varios modelos animales de enfermedades cerebrales. Sin embargo, no está claro si las neuronas corticales humanas expresan una plasticidad sináptica de manera similar a las del cerebro de los roedores.
Recientemente, un derivado de la vitamina A se ha relacionado con la plasticidad sináptica. Además, varios estudios han evaluado los efectos de este derivado en pacientes con disfunciones cognitivas, incluida la enfermedad de Alzheimer, el síndrome del X frágil y la depresión.
Sin embargo, no hay evidencia experimental directa de plasticidad sináptica en la corteza cerebral humana adulta relacionada con la señalización y el metabolismo de la vitamina A.
Para investigar esto, Lenz et al. utilizaron cortes corticales humanos preparados a partir de resecciones neuroquirúrgicas y los trataron con una solución del derivado de vitamina A ácido transretinoico durante 6-10 horas. Lenz y col. empleó una variedad de técnicas, incluidas grabaciones de pinza de parche para medir la función de las neuronas, así como diferentes tipos de microscopía para evaluar los cambios estructurales en las espinas dendríticas.
Crédito de la imagen: The Center for Sleep and Consciousness, University of Wisconsin-Madison School of Medicine
Estos experimentos demostraron que el derivado promovió la plasticidad sináptica en la corteza humana adulta. Específicamente, aumentó el tamaño de las espinas dendríticas y fortaleció su capacidad para transmitir señales. Además, Lenz et al. descubrió que el orgánulo del aparato de la columna, una estructura que se encuentra en algunas espinas dendríticas, era un objetivo del derivado de la vitamina A y promovía la plasticidad sináptica.
Estos hallazgos hacen avanzar la comprensión de las vías a través de las cuales los derivados de la vitamina A afectan la plasticidad sináptica, lo que puede ayudar al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para las enfermedades cerebrales. De manera más general, los resultados contribuyen a la identificación de mecanismos clave de plasticidad sináptica en el cerebro humano adulto.
El ácido transretinoico induce plasticidad sináptica en neuronas corticales humanas
Una característica definitoria del cerebro es la capacidad de sus contactos sinápticos para adaptarse estructural y funcionalmente de una manera dependiente de la experiencia. En la corteza humana, sin embargo, actualmente se carece de evidencia experimental directa de una adaptación sináptica estructural y funcional coordinada.
Aquí, probamos la plasticidad sináptica en cortes corticales humanos utilizando el ácido retinoico todo trans derivado de la vitamina A (atRA), un tratamiento putativo para trastornos neuropsiquiátricos como la enfermedad de Alzheimer.
Nuestros experimentos demostraron que las sinapsis excitadoras de las neuronas piramidales superficiales (capa 2/3) sufrieron cambios estructurales y funcionales coordinados en presencia de atRA. Estas adaptaciones sinápticas fueron acompañadas por una remodelación ultraestructural del organelo del aparato de la columna que almacena calcio y requirieron la traducción del ARNm. No se observó en ratones con deficiencia de sinaptopodina, que carecen de orgánulos del aparato de la columna.
Concluimos que atRA es un potente mediador de la plasticidad sináptica en la corteza humana adulta.
