Identifican una proteína como elemento fundamental en el desarrollo del cerebro

El grupo de investigación Neurobiología Molecular y del Desarrollo de la Universitat de Lleida (UdL) y el Instituto de Investigación Biomédica de Lleida (IRBLleida) ha identificado una proteína, denominada Rnd3 o RhoE, como un elemento fundamental en el desarrollo del cerebro y en el establecimiento de importantes conexiones neuronales. Rnd3/RhoE pertenece a la familia de las RhoGTPasas, que actúan como "interruptores" bioquímicos de la función celular. Este hallazgo permitirá realizar futuras investigaciones para seguir conociendo el funcionamiento del sistema nervioso y de los circuitos que controlan y coordinan tareas sencillas como el movimiento de una extremidad, hasta otras mucho más complejas como las emociones, la conciencia, la capacidad de abstracción o la memoria. La investigación se ha publicado en la revista Journal of Neurochemistry.

"Entender la lógica de los circuitos neuronales y cómo realizan su función es sin duda la frontera del conocimiento más importante en investigación biomédica del siglo XXI" ha explicado el profesor Serra Hunter de la UdL y responsable del grupo Neurobiología Molecular y del Desarrollo, Joaquim Egea. Cuando la funcionalidad de estos circuitos se ve comprometida por causas genéticas, por traumatismos o bien, por un proceso neurodegenerativo (Parkinson o Alzheimer), las consecuencias pueden llegar a ser dramáticas, ha especificado Egea. "Para ilustrar la complejidad y magnitud extrema de este reto hay que pensar que estamos hablando de una estructura como nuestro cerebro formada por unos 69.000 millones de neuronas y 10¹⁴ conexiones entre ellas", ha matizado el investigador responsable.

La investigación, que también ha contado con la colaboración de personal del Departamento de Medicina y Cirugía Animal de la Facultad de Veterinaria de la Universidad CEU Cardenal Herrera de Valencia, se ha realizado mediante el estudio de ratones manipulados genéticamente a los que les falta la proteína Rnd3/RhoE y en los que se observó que éstos presentaban defectos severos en varias conexiones axonales importantes del cerebro.

La estructura básica de los circuitos neuronales se establece y organiza durante el desarrollo embrionario en el útero materno. En estas etapas, las jóvenes neuronas establecen conexiones entre ellas mediante el crecimiento de un apéndice, el axón, facilitando así la comunicación entre diferentes regiones del sistema nervioso. El estudio de este proceso, conocido como "guía axonal", nos permite entender mejor como se forma y como funciona nuestro sistema nervioso. Se sabe por ejemplo que, durante la guía axonal, los axones están expuestos a moléculas del entorno que son reconocidas por receptores específicos situados en la superficie de su membrana celular y que dirigen e instruyen (guían) su movimiento de una manera muy precisa hasta conectar con su célula diana. "Si bien se han identificado la mayoría de estas moléculas y sus receptores, los mecanismos intracelulares que tienen lugar en respuesta a estos estímulos son aún bastante desconocidos", ha explicado Egea. Por este motivo, es importante este descubrimiento, ya que se han asociado mutaciones en algunos miembros de estas familias de proteínas RhoGTPasas con algunas enfermedades que afectan al desarrollo del sistema nervioso en humanos.

La investigación ha sido posible gracias a varias ayudas del Ministerio de Ciencia e Innovación (PGC2018-101910-B-I00, BFU2010-1805, BFU 2013-48563-P, BES-2014-067618, SAF2013-49176-C2-1-R), de la Unión Europea (FP7-PEOPLE-2011-CIG,) y del Programa SANTANDER-FUSP.

Artículo de investigación:

Marfull‐Oromí, P, Fleitas, C, Zammou, B, et al. Genetic ablation of the Rho GTPase Rnd3 triggers developmental defects in internal capsule and the globus pallidus formation. J Neurochem. 2021; 00: 1- 20. https://doi.org/10.1111/jnc.15322