Descobreixen un mecanisme que utilitzen les neurones del cervell per reparar-se

Comprendre com es mantenen sanes i funcionals les neurones al llarg de tota una vida d’activitat cerebral és clau. Ara, un equip científic ha identificat un nou mecanisme de reparació de danys en l’ADN que es produeix exclusivament en aquest tipus de cèl·lules.

La investigació, realitzada en ratolins i publicada aquest dimecres a la revista Nature, revela un complex proteic que inicia una via per reparar les ruptures de l’ADN induïdes per l’activitat neuronal, la qual cosa ajuda a explicar per què les neurones continuen funcionant al llarg del temps malgrat el seu intens treball repetitiu.

"És necessari continuar investigant, però creiem que es tracta d’un mecanisme molt prometedor per explicar com les neurones mantenen la seua longevitat al llarg del temps", afirma Elizabeth Pollina, que va realitzar aquest treball com a investigadora a la Facultat de Medicina de Harvard i ara és professora a la Universitat de Washington.

Els resultats obren la via a una nova estratègia per reparar els danys de l’ADN a les neurones i si es confirmen en altres estudis amb animals i després en humans, podrien ajudar els científics a comprendre el procés precís pel qual les neurones del cervell es descomponen durant l’envelliment o en malalties neurodegeneratives.

A diferència de la majoria, les neurones no es regeneren ni repliquen. Día després de dia, any rere any, treballen incansablement per remodelar-se en resposta als senyals de l’entorn, garantint que el cervell pugui adaptar-se i funcionar durant tota la vida, explica un comunicat de Harvard.

Tanmateix, "existeix una contradicció a nivell biològic: l’activitat neuronal és fonamental per al funcionament i la supervivència de les neurones, però és intrínsecament perjudicial per a l’ADN de les cèl·lules", explica Daniel Gilliam, un altre dels autors. Els investigadors es van preguntar si existeixen mecanismes específics que facin servir les neurones per mitigar aquest dany i, alhora, permetre als humans pensar, aprendre i recordar durant dècades.

L’equip va dirigir la seua atenció a NPAS4, un factor de transcripció la funció del qual va ser descoberta pel laboratori de Michael Greenberg el 2008. "El que ha estat un misteri per a nosaltres és per què les neurones tenen aquest factor de transcripció addicional que no existeix en altres tipus de cèl·lules", assenyala Greenberg, també de Harvard i autor principal del treball. NPAS4 s’activa principalment a les neurones en resposta a una elevada activitat neuronal impulsada per canvis en l’experiència sensorial.

En el nou estudi, els investigadors van realitzar una sèrie d’experiments bioquímics i genòmics en ratolins. En primer lloc, van determinar que NPAS4 forma part d’un complex compost per 21 proteïnes diferents (conegut com a NPAS4-NuA4). A continuació, van establir que el complex s’uneix a llocs de l’ADN neuronal amb molts danys i van traçar un mapa de les ubicacions d’aquests llocs. Van constatar que quan s’inactiven els components del complex, es produeixen més ruptures en l’ADN i es recluten menys factors de reparació.

A més, els ratolins que mancaven de l’esmentat complex proteic a les seues neurones van tenir una esperança de vida significativament més curta. Si es confirmen en humans, les troballes podrien ajudar a comprendre com i per què s’"avarien" les neurones a mesura que envellim i desenvolupem malalties neurodegeneratives com l’alzheimer.

També podria ajudar els científics a desenvolupar estratègies per protegir altres regions del genoma neuronal propenses a patir danys o per tractar trastorns en els quals la reparació de l’ADN a les neurones no funciona correctament.