La participación de la proteÃna priónica celular (PrPc) es fundamental para mantener el equilibrio en la transmisión neuronal en el sistema nervioso central. Este descubrimiento ha sido posible al comprobar, por primera vez, que tanto su ausencia como su exceso alteran notablemente este equilibrio. Sorprendentemente, en ambos casos, el umbral de excitabilidad del sistema nervioso central se altera llegando a niveles que pueden conducir a la generación de crisis epilépticas. Con este descubrimiento se dispone de más elementos para profundizar en el conocimiento básico de la epilepsia.
El descubrimiento se ha dado a conocer en un estudio publicado en PLoS ONE y realizado por investigadores del Instituto de BioingenierÃa de Cataluña (IBEC) y la Universidad de Barcelona (UB), encabezados por José Antonio Del RÃo, con la colaboración de investigadores de la Universidad Pablo de Olavide y el Instituto Nacional de Investigación y TecnologÃa Agraria y Alimentaria.
El equilibrio en la transmisión neuronal se produce por una ponderación entre los mecanismos que excitan las neuronas del sistema nervioso central y los que las inhiben. En el estudio se comprobó en animales de experimentación que cuando no hay PrPc, se alteran los mecanismos excitatorios y se pueden producir crisis epilépticas. Como que en el estado natural, la proteÃna se encuentra en las concentraciones adecuadas, se esperaba una mayor protección ante las crisis epilépticas en presencia de una mayor cantidad de PrPc. El estudio, sorprendentemente, mostró lo contrario. Ante un exceso de proteÃna, el sistema nervioso central incrementa su nivel de excitabilidad incluso más que en ausencia de PrPc, debido a que se alteran tanto los mecanismos excitatorios como los inhibitorios. Estas alteraciones incrementan aun más la susceptibilidad de sufrir crisis epilépticas severas. Estos resultados permiten concluir que la proteÃna, en su justa concentración, es fundamental para mantener la homeostasis o equilibrio de la neurotransmisión en el sistema nervioso central.
Actualmente, los investigadores del IBEC y la UB que participaron en el estudio están desarrollando un proyecto para poder caracterizar las posibles diferencias en la expresión y modificación de la proteÃna priónica celular en pacientes epilépticos.
Regulación génica
El estudio publicado en PLoS ONE también correlaciona la susceptibilidad diferencial inducida por la alteración de los niveles de PrPc con la expresión génica de los receptores de neurotransmisores excitadores e inhibidores en la corteza cerebral. La investigación realizada mediante transcriptónica con microarrays permitió identificar un conjunto de 129 genes corregulados en la ausencia y sobreexpresión de la proteÃna en el cerebro de los animales de experimentación. El estudio de las vÃas canónicas asociadas a estos genes corregulados y su posterior validación permitió determinar por primera vez que tanto la ausencia como la sobreexpresión de la PrPc afecta a los niveles de expresión de receptores de glutamato (AMPA-kainato) –neurotransmisor excitador- y del GABA (GABAA)–neurotransmisor inhibidor-. Por último, los efectos de la regulación diferencial fueron corroborados con técnicas electrofisiológicas pioneras en España.
—————-
Referencia bibliográfica:
«Regulation of GABAA and Glutamate Receptor Expression, Synaptic Facilitation and Long-Term Potentiation in the Hippocampus of Prion Mutant Mice«, PLoS ONE, Alejandra Rangel, Noelia Madroñal, Agnès Gruart i Massó, Rosalina GavÃn, Franc Llorens, Lauro Sumoy, Juan MarÃa Torres, José MarÃa Delgado-GarcÃa, José Antonio Del RÃo.
********
El Instituto de BioingenierÃa de Cataluña (IBEC) es un centro de investigación interdisciplinaria orientado a las áreas de bioingenierÃa y nanomedicina, localizado en Barcelona. La misión del IBEC es desarrollar investigación interdisciplinaria de máximo nivel internacional que, mediante la creación de conocimiento, contribuya a la mejora de la salud, la calidad de vida y la generación de riqueza. Su proximidad y vÃnculo con el entorno universitario, hospitalario y empresarial, son activos que facilitan el desarrollo de la misma.
