El hallazgo abre nuevas vías para comprender el origen de trastornos neurológicos asociados a mutaciones en estos genes.
Las neuronas son definidas como células altamente especializadas. Su correcto funcionamiento depende de que logren conservar su identidad a lo largo de toda la vida. Desde el Instituto de Neurociencias junto al Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad Miguel Hernández, todas instituciones españolas, se identificó en ratones un mecanismo que protege dicha identidad neuronal. El hallazgo se publicó en Cell Reports.
El mecanismo en cuestión proviene de la presencia y actuación de dos enzimas que ofician de «guardianes epigenéticos», siendo así una herramienta biológica que acelera las reacciones químicas en el cuerpo, interactuando entre sí. La función que poseen es la de silenciar los genes que no corresponden a las neuronas y mantener activas solo las instrucciones genéticas adecuadas.
Para llevar adelante el estudio, el equipo utilizó un modelo de ratón en el que se eliminaron simultáneamente los genes que expresan las enzimas KDM1A y KDM5C en neuronas del cerebro adulto. Estas dos enzimas son proteínas que actúan como herramienta biológica acelerando las reacciones químicas en el cuerpo.
A partir del estudio se pudo ver qué sucede cuando se pierde este control epigenético en neuronas maduras, no solo durante su desarrollo. “Lo sorprendente es que la acción conjunta de estas dos enzimas va más allá de la suma de sus efectos individuales”, señalaron. Y añadieron: “Cuando ambas fallan, las neuronas empiezan a expresar genes que no le corresponden con consecuencias negativas para la memoria, la capacidad de aprendizaje y la regulación de la ansiedad del animal”.
De este modo, la pérdida de ambas enzimas altera el paisaje epigenético de la neurona y numerosas regiones del genoma demostraron la acumulación de una marca epigenética asociada a genes activos en zonas que deberían permanecer inactivas.
Asimismo, los científicos detectaron una desorganización en la estructura tridimensional del genoma neuronal. Estos cambios se traducen en alteraciones en la fisiología de las neuronas, como una mayor excitabilidad, que repercuten negativamente en el comportamiento y en las capacidades cognitivas de los ratones.
Entender los trastornos neurológicos
Los hallazgos suponen un avance para entender el origen de los trastornos neurológicos asociados a la discapacidad intelectual causados por mutaciones en reguladores epigenéticos: “Comprender cómo interaccionan estas enzimas no solo nos ayuda a descifrar la biología de las neuronas, sino también a identificar posibles mecanismos implicados en enfermedades neurológicas”.
Según el estudio, ambas proteínas cooperan para preservar la identidad neuronal. “Las mutaciones en los genes de KDM1A y KDM5C se han asociado en humanos con discapacidad intelectual y otros trastornos neurológicos, por lo que este trabajo abre una ventana a nuevas investigaciones que nos pueden ayudar a profundizar en el origen de ciertas enfermedades del cerebro”, concluyeron.
SFA – Sinc