La estimulación cerebral profunda de regiones cerebrales relacionadas con la motivación modifica los niveles de determinados microARNs (miARN) y de la proteína SIRT1 en el hipocampo, un área íntimamente relacionada con el aprendizaje relacional y la memoria explícita, lo que abre nuevas vías para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.
Así lo revela un estudio de la Universidad de Girona (UdG) y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) que busca encontrar tratamientos dirigidos a preservar y mejorar las capacidades cognitivas y la necesidad de identificar marcadores de plasticidad neural que ayuden a entender sus efectos.
Y es que una de las habilidades más fascinantes del cerebro es la capacidad de cambiar para asimilar nueva información a los circuitos ya existentes. Esta propiedad se denomina plasticidad neural y, de ella, dependen del aprendizaje y la memoria. En este estudio, el grupo de Neurobiología Celular y Molecular de la UdG y el grupo de Potenciación de la Memoria para Estimulación Cerebral Reforzando de la UAB han colaborado de manera estrecha para llevar a cabo este trabajo que se ha publicado recientemente en la revista Molecular Neurobiology y el avance científico se incluye en la tesis doctoral de la investigadora Irene Puig y ha sido dirigido por las Drs. Elisabet Kádár, Gemma Huguet y Pilar Segura.
La estimulación cerebral profunda permite modular la actividad eléctrica de regiones concretas mediante la implantación de un electrodo. En este proyecto, el equipo de científicos ha investigado los efectos de la estimulación del hipotálamo lateral, un área del cerebro implicada en la motivación y la recompensa. Para ello, han utilizado un modelo animal en el que las ratas, pulsando una palanca, autoadministran la corriente ya que les resulta gratificante.
En anteriores trabajos, las investigadoras ya habían demostrado que la autoestimulación eléctrica intracraneal (AEIC), aplicada después de una tarea de aprendizaje, potencia la memoria tanto en ratas jóvenes como viejas o en ratas con determinadas lesiones cerebrales. Además, regula la expresión de genes relacionados con la plasticidad. Sin embargo, hasta ahora todavía no se conocen del todo los mecanismos moleculares concretos por los que la AEIC desencadena estos cambios.
El estudio de UdG y UAB demuestra, por primera vez, que la estimulación cerebral profunda modifica los niveles de determinados microARNs (miARN) y de la proteína SIRT1 en el hipocampo, un área íntimamente relacionada con el aprendizaje relacional y la memoria explícita. Los miARN son pequeñas moléculas de ARN que regulan el proceso por el que los genes se expresan en proteínas. El equipo de investigación ha visto que la AEIC aumenta, en subregiones específicas del hipocampo, los niveles de miR-181c, miR-146a y el miR-132, todos ellos relacionados con la regulación de la plasticidad neural.
El miR-132, que destaca por ser el más estudiado como promotor de la memoria, resulta especialmente interesante ya que sus cambios se reflejan también a nivel sanguíneo, lo que lo sitúa como potencial biomarcador de los efectos del tratamiento de AEIC en muestras de fácil obtención. Por otra parte, SIRT1, una proteína reguladora que afecta múltiples dianas entre ellas moléculas con funciones protectoras y relacionadas con un incremento de la longevidad celular, también se ha encontrado aumentada para AEIC en el hipocampo.
Investigar su eficacia en la enfermedad de Alzheimer
La importancia de estos resultados radica en el hecho de que tanto los niveles de miR-132 como de SIRT1 se encuentran significativamente disminuidos en cerebro y en sangre de enfermos de Alzheimer. Diferentes estudios clínicos han demostrado la eficacia de la estimulación eléctrica intracraneal en enfermedades neurodegenerativas de tipo motor como el Parkinson.
En Alzheimer, sin embargo, donde la pérdida de memoria es capital, los resultados son todavía preliminares y faltan estudios para determinar cuál es la mejor diana cerebral. La demostración de que la estimulación dirigida al hipotálamo lateral modula los niveles de estas moléculas abre la puerta a la posibilidad de investigar su eficacia en el contexto de la enfermedad de Alzheimer.
Artículo de referencia:
Irene Puig-Parnau, Soleil Garcia-Brito, Nast Faghihi, Carmen Gubern, Laura Aldavert-Vera, Pilar Segura-Torres, Gemma Huguet y Elisabet Kádár. Intracraneal Self-Stimulation modulados Levels of SIRT1 Protein and Neural plasticity-Related microRNAs. Mol Neurobiol. 2020 Mar 26. doi: 10.1007 / s12035-020-01901-w. Consúltalo en este enlace: https://link.springer.com/article/10.1007/s12035-020-01901-w
