Los científicos han desarrollado una proteína diseñada que mejora la memoria

Los investigadores han desarrollado un nuevo avance en la investigación de la memoria al modificar genéticamente la proteína LIMK1 y activarla con rapamicina. Este enfoque innovador muestra potencial en el tratamiento de enfermedades neuropsiquiátricas relacionadas con la memoria y en el avance de la investigación neurológica.

Investigadores de la Facultad de Medicina y Cirugía de la Universidad Católica de Roma y la Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS han desarrollado una proteína diseñada que mejora la memoria.

Neurocientíficos de la Facultad de Medicina y Cirugía de la Universidad Católica de Roma y de la Fundación Policlínico Universitario Agostino Gemelli IRCCS han modificado genéticamente una molécula, la proteína LIMK1, normalmente activa en el cerebro, con un papel clave en la memoria.

Agregaron un «interruptor molecular» que se activa mediante la administración de un fármaco, la rapamicina, conocida por sus numerosos efectos antienvejecimiento en el cerebro.

Estudio colaborativo con importantes implicaciones.

Este es el resultado de un estudio publicado en la revista Avances en la ciencia, que involucra a la Universidad Católica de Roma y a la Fundación Policlínica Universitaria Agostino Gemelli IRCCS. El estudio fue coordinado por Claudio Grassi, catedrático de Fisiología y director del Departamento de Neurociencia.

La investigación, apoyada por el Ministerio italiano de Educación, Universidad e Investigación, el americano Alzheimer Association Foundation y el Ministerio de Salud italiano, tiene grandes aplicaciones potenciales, mejorando nuestra comprensión de la función de la memoria y facilitando la identificación de soluciones innovadoras para enfermedades neuropsiquiátricas como la demencia.

El papel de LIMK1 en los procesos de memoria.

La proteína LIMK1 desempeña un papel crucial en la determinación de cambios estructurales en las neuronas, concretamente en la formación de espinas dendríticas, que mejoran la transmisión de información en las redes neuronales y son cruciales en los procesos de aprendizaje y memoria.

El profesor. Claudio Grassi, autor principal del estudio, explica: “La memoria es un proceso complejo que implica cambios en las sinapsis, que son las conexiones entre neuronas, en áreas específicas del cerebro como el hipocampo, que es una estructura neuronal que desempeña un papel fundamental en la formación de la memoria.

“Este fenómeno, conocido como plasticidad sináptica, implica cambios en la estructura y función de las sinapsis que ocurren cuando un circuito neuronal se activa, por ejemplo, por experiencias sensoriales. Estas experiencias promueven la activación de vías de señalización complejas que involucran numerosas proteínas”, añade el profesor Grassi.

“Algunas de estas proteínas son particularmente importantes para la memoria; de hecho, una expresión reducida o modificaciones de estas proteínas se asocian con alteraciones en las funciones cognitivas. Una de estas proteínas es LIMK1. El objetivo de nuestro estudio fue regular la actividad de esta proteína, ya que juega un papel clave en la maduración de las espinas dendríticas entre neuronas. Controlar LIMK1 con un fármaco significa poder promover la plasticidad sináptica y, por tanto, los procesos fisiológicos que dependen de ella”, subraya el profesor. Grasas.

Estrategia quimiogenética: un nuevo enfoque para mejorar la memoria

Cristian Ripoli, profesor asociado de Fisiología de la Universidad Católica y primer autor del estudio, añade: «La clave de esta innovadora estrategia ‘quimiogenética’, que combina genética y química, está precisamente ligada al uso de la rapamicina», un bien- conocido fármaco inmunosupresor por aumentar la esperanza de vida y por sus efectos beneficiosos sobre el cerebro, en modelos preclínicos”.

«Por lo tanto, modificamos la secuencia de la proteína LIMK1 insertando un interruptor molecular que permitía activarla, según una orden, mediante la administración de rapamicina», subraya el Prof. Rípoli.

“En animales con deterioro cognitivo relacionado con la edad, el uso de esta terapia génica para modificar la proteína LIMK1 y activarla con el fármaco produjo una mejora significativa en la memoria. Este enfoque nos permite manipular los procesos de plasticidad sináptica y la memoria en condiciones fisiológicas y patológicas. Además, allana el camino para el desarrollo de nuevas proteínas “diseñadas” que podrían revolucionar la investigación y la terapia en el campo de la neurología”, subraya el experto.

“El siguiente paso será comprobar la eficacia de este tratamiento en modelos experimentales de enfermedades neurodegenerativas con déficit de memoria, como la enfermedad de Alzheimer. También serán necesarios más estudios para validar el uso de esta tecnología en humanos», concluye el prof. Grasas.

Bibliografía: “Ingeniería de la memoria con una quinasa extrínsecamente desordenada” por Cristian Ripoli, Onur Dagliyan, Pietro Renna, Francesco Pastore, Fabiola Paciello, Raimondo Sollazzo, Marco Rinaudo, Martina Battistoni, Sara Martini, Antonella Tramutola, Andrea Sattin, Eugenio Barone, Takeo Saneyoshi , Tommaso Fellin, Yasunori Hayashi y Claudio Grassi, 15 de noviembre de 2023, Avances en la ciencia.
DOI: 10.1126/sciadv.adh1110