OhLa edad avanzada no solo trae consigo arrugas. Con la edad, a las personas les resulta más difícil caminar, ponerse de pie y moverse como antes. Esta disminución de la movilidad está mediada en parte por las neuronas motoras que transmiten instrucciones del cerebro a los músculos. Cuando una persona quiere levantar el brazo, por ejemplo, las señales químicas pasan del cerebro a las neuronas motoras y al músculo del brazo para indicarle que se contraiga. A medida que las personas envejecen, sus neuronas motoras se vuelven menos hábiles para transmitir estas señales.
En un estudio publicado en Informes de celdaslos investigadores identificaron una proteína que parece Mantener las neuronas motoras activas.1 Utilizando un modelo de mosca de la fruta, los investigadores demostraron que juega un papel importante en el mantenimiento de la capacidad de las neuronas motoras de enviar mensajes a los músculos, y modular sus niveles podría ayudar a preservar la movilidad durante el envejecimiento.
“Nos da cierta esperanza que la caída [motor function] “En realidad, se puede frenar el declive”, afirmó Brian McCabeneurocientífico del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana y coautor del estudio.
Las estructuras complejas de las neuronas les permiten recibir y transmitir señales a través de las sinapsis. El equipo de McCabe está interesado en una parte específica de esta estructura: los botones sinápticos, zonas en los extremos de las neuronas donde las moléculas neurotransmisoras liberadas por una célula activan la siguiente célula. En un estudio anterior, observaron que Los botones Las células responsables de transmitir señales a los músculos se descompusieron en regiones más pequeñas que se volvieron menos efectivas para liberar neurotransmisores en las moscas de la fruta envejecidas.2
Aunque McCabe y su equipo pudieron ver el cambio estructural, los investigadores no sabían qué moléculas desencadenaban esta transformación. Esto los impulsó a investigar las proteínas que dan forma a las neuronas y se toparon con un nombre familiar: Trio. Casi una década antes, descubrieron que la proteína permite la maduración adecuada de la sinapsis.3 Ahora, con experimentos adicionales, demostraron que Trio está ubicado específicamente en la parte de la sinapsis que libera neurotransmisores y que sus niveles disminuyen a medida que las moscas envejecen.
Para comprobar si la Trio era la responsable de la degradación de los botones, los investigadores modularon los niveles de la proteína en moscas jóvenes. Cuando redujeron genéticamente los niveles de Trio, los botones sinápticos se desintegraron mucho más rápidamente a medida que las moscas envejecían. Cuando sobreexpresaron la proteína, las estructuras sinápticas se conservaron casi por completo.
“Fue muy sorprendente lo bien que funcionó Trio al rescatar las sinapsis”, dijo McCabe.
Pero no bastaba con que Trio mantuviera las sinapsis con un aspecto juvenil: para que Trio mediara la función motora, también necesitaba preservar la movilidad. Para estudiar esto, los investigadores prepararon una especie de carrera de obstáculos que probaba lo bien que las moscas trepaban por el costado de un tubo, una tarea con la que las moscas comienzan a tener dificultades a medida que envejecen. Sin embargo, cuando los investigadores aumentaron los niveles de Trio en las neuronas motoras de las moscas, las moscas de mediana edad escalaron el tubo considerablemente mejor. Sus sinapsis liberaron más neurotransmisores que las moscas con niveles de Trio típicos para su edad.
“Es muy sorprendente encontrar [that] “El trío tiene efectos tan específicos sobre la morfología que los efectos morfológicos son suficientes para luego retroalimentar la función”, dijo Edward Ginigerneurocientífico del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, que no participó en este estudio. “Nos brinda una nueva forma de pensar sobre la interacción entre morfología y función”.
Pero Trio no es exactamente la fuente de la juventud. Cuando los investigadores analizaron los marcadores del envejecimiento en las células de las moscas, vieron que las células todavía parecían estar envejeciendo como de costumbre. “Era como una cirugía plástica”, dijo McCabe. “Las sinapsis se veían mejor por fuera, pero todavía eran más viejas por dentro”.
Además, los altos niveles de Trio dieron un impulso a las moscas de mediana edad, pero a medida que envejecían, su capacidad para trepar disminuyó. McCabe sospecha que, aunque Trio mantiene la capacidad de las neuronas motoras para transmitir señales, esa es solo una parte del declive motor que viene con el envejecimiento.
Giniger, que ha estudiado El papel del trío en el neurodesarrollodijo que el nuevo estudio le dio mucho en qué pensar, especialmente con respecto al papel de Trio en el envejecimiento.4 “Este es un hermoso ejemplo de por qué todavía hacemos estudios en Drosophila”, dijo, destacando la forma en que los experimentos vincularon eventos a escala molecular con cambios tanto celulares como de comportamiento. También dijo, sin embargo, que estos hallazgos en moscas pueden no necesariamente trasladarse a los humanos. “Estas ideas necesitan volver a probarse en sistemas de mamíferos”, dijo. McCabe es optimista en cuanto a que, dada la presencia de Trio en las sinapsis de mamíferos y su papel en enfermedades como el autismo, también puede ser importante para la función neuronal humana.
El equipo de McCabe está buscando actualmente otras proteínas que interactúen con Trio para orquestar la función motora. Al hacerlo, esperan descubrir los mecanismos que desencadenan la fragmentación del botón y encontrar nuevas soluciones moleculares para ralentizar ese proceso. Incluso si el deterioro motor no se puede prevenir por completo, la capacidad de retrasarlo podría ser muy beneficiosa, dijo McCabe.
“Se trata del concepto de lapso de salud, que consiste en aumentar el tiempo en el que se está en un estado más saludable”, afirmó. “Si se está en un estado más saludable, se puede realizar más actividades durante más tiempo”.
Referencias
1. Banerjee S, et al. El trío preserva las sinapsis motoras y prolonga la capacidad motora durante el envejecimiento. Representante celular. 2024;43(6):114256.
2. Banerjee S, et al. Se requiere una neurotransmisión en miniatura para mantener las estructuras sinápticas de la drosophila durante el envejecimiento. Comunidad Nacional. 2021;12(1):4399.
3. Choi BJ, et al. La neurotransmisión en miniatura regula la maduración estructural sináptica en la drosophila. Neurona. 2014;82(3):618-634.
4. Canción JK, Giniger E. La función de muesca no canónica en la guía del axón motor está mediada por la GTPasa Rac y el dominio GEF1 del trío. Desarrollador Dyn. 2011;240(2):324-332.