El cerebro humano se caracteriza por tener un repertorio amplio de diversas células. Las más conocidas son por supuesto las neuronas, pero en los últimos tiempos las que han entrado a escena para robarles gran parte de su papel protagónico son las células gliales y de ellas los astrocitos, con su forma estelar y sus múltiples funciones, se llevan la palma.

Consideradas durante mucho tiempo como el simple pegamento que mantenía en su sitio a las neuronas, sus oficios fueron descubriéndose poco a poco y han llegado a ocupar a los neurocientíficos en el estudio de sus múltiples labores que van desde ayudar a cubrir de mielina los axones y así aumentar la velocidad de la transmisión de las señales, a reparar daños en las neuronas para que no pierdan sus funciones y hasta cederles sus baterías, en forma de mitocondrias, cuando el caso lo requiere.

Aunque los astrocitos, de naturaleza apacible, pueden entrar en un estado asesino cuando detectan la presencia de toxinas y destruyen a las células que antes cuidaron. Es posible que esta personalidad Jekyll y Hyde de los astrocitos, se desarrollara hace miles de años para defender al cerebro ancestral. Ahora, que vivimos en medios más o menos estériles, esta armada del cerebro no se ocupa peleándose con invasores, sino que a cambio responde, y de una forma exagerada en demasía, a las placas de la beta amieloide, que son parte de un envejecimiento normal y de ahí puedan estar envueltos en los procesos que son parte de la enfermedad de alzhéimer.

Por todas las tareas realizadas, las células gliales han ganado tanta importancia que ya cuentan con su propia revista.

Ahora investigadores del Instituto Salk han descubierto que los antes considerados "pegamento estelar", ayudan al cerebro a establecer la memoria de largo plazo. Este último estudio podrá proveer terapias para enfermedades que tienen comprometida esa función, bien sea por demencia o por alguna lesión traumática del cerebro.

Este trabajo añade más información al creciente cuerpo de evidencia de que los astrocitos pueden tener un papel de líderes en las diversas funciones cerebrales.

"Esta es una indicación de que estas células están haciendo mucho más que tan solo ayudar a las neuronas a mantener su actividad", dice Terrence Sejnowski, jefe del Laboratorio de Neurobiología Computacional del Salk. "Es una clara sugerencia de su papel protagónico en cómo la información se transmite y se almacena en el cerebro".

Las neuronas, para comunicarse por todo el cerebro y liberar neurotransmisores se valen de señales eléctricas rápidas, pero los astrocitos a cambio generan señales de calcio y liberan unas sustancias conocidas como gliotransmisores, algunos de ellos similares en su composición química a los neurotransmisores. La idea clásica era que los astrocitos funcionaban como proveedores de soporte a las muy activas neuronas, ayudando a transportar nutrientes, limpiando de residuos moleculares para mantener los procesos andando. Tan solo hasta ahora, aunque aún no de una manera muy clara, la liberación de gliotransmisores por parte de los astrocitos, se está pensando como una función importante en la actividad del cerebro humano.

En el 2014, Sejnowski, junto con el investigador de posgrado António Pinto-Duarte y sus colegas, informaron que impidiendo la liberación de gliotransmisores por los astrocitos, se apagaba un tipo de ritmo eléctrico, la oscilación gamma, parte esencial de las capacidades cognitivas. En ese estudio, cuando los investigadores probaron las habilidades de aprendizaje y memoria en ratones con astrocitos inhabilitados, encontraron que el déficit se debía a su capacidad restringida de discriminar lo novedoso.

En el nuevo estudio, Sejnowski y su equipo buscaron, por primera vez, alteraciones en la memoria de largo plazo de ratones con los astrocitos inhabilitados. Usaron animales a quienes mediante la ingeniería genética se les había eliminado un receptor (IP3R2) fundamental para la liberación de calcio, que recordamos es esencial para la comunicación de los astrocitos.

Los investigadores sometieron a los ratones a tres tipos diferentes de pruebas de aprendizaje y memoria, incluyendo el interactuar con un objeto nuevo y encontrar la salida de un túnel. Todos los ratones, con IP3R2 o sin él, mostraron la misma habilidad para aprender. Más aún, cuando, después de 24 a 48 horas de la sesión inicial de aprendizaje, los ratones con sus astrocitos sin el receptor podían retener la información -recordar cómo salir del túnel, por ejemplo. Los resultados concordaron con hallazgos previos.

Sin embargo, cuando el equipo esperó entre dos a cuatro semanas para volver a someter a la prueba a los ratones, observó grandes diferencias: los ratones con el receptor alterado lo hicieron mucho peor que sus contrapartes normales, cometiendo el doble de errores.

"Después de un retraso de pocas semanas, los ratones normales hasta lo hicieron mejor que después del entrenamiento, porque sus cerebros habían realizado lo que se conoce como un proceso de consolidación de la memoria. Los otros, con el IP3R2 alterado en sus astrocitos, lo hicieron bastante mal", dice Pinto-Duarte, autor líder del nuevo estudio.

Estos resultados son los primeros en demostrar que defectos en los astrocitos se pueden asignar a los problemas de consolidación de la memoria o de la memoria lejana.

"El proceso de consolidación de la memoria en el cerebro involucra varios mecanismos que afectan a las neuronas. Se piensa que uno de esos mecanismos recae en un ajuste impoluto de la fuerza de comunicación entre las neuronas, el proceso de potenciación a largo plazo que aumenta esa fuerza, y la depresión a largo plazo, en el cual algunas de esas conexiones se debilitan", continua Pinto-Duarte.

Los autores mostraron que los ratones con el receptor alterado no tuvieron problemas con lo primero, ellos tuvieron deficiencias significativas en lo segundo, sugiriendo que los astrocitos pueden estar jugando un importante papel en la depresión a largo plazo de las conexiones entre las neuronas.

"El mecanismo de la depresión a largo plazo de las neuronas no se entiende muy bien aún pues no se ha estudiado lo suficiente. Y esto nos indica que debemos indagar sobre cómo los astrocitos se relacionan con el debilitamiento de esas conexiones neuronales", dice Sejnowski.

Los investigadores ya están planeando estudios futuros para entender mejor los caminos que hacen que los astrocitos afecten las comunicaciones neuronales y en consecuencia la memoria.

"La recompensa a largo plazo aquí es que mientras mejor entendamos estos caminos, más capacitados estaremos para entender la mejor manera de manipular la consolidación de la memoria usando los medicamentos adecuados", recalca Sejnowski.

JOSEFINA CANO
PhD Genética Molecular

António Pinto‐Duarte, Amanda J. Roberts, Kunfu Ouyang, Terrence J. Sejnowski. Impairments in remote memory caused by the lack of Type 2 IP3 receptors. Glia, 2019

Fuente:  Josefina Cano. A ciencia cierta.