UNIVERSIDAD DE BARCELONA

· Potenciar la transformación de glucosa en lípidos en las neuronas es un proceso que favorece el desarrollo de las redes neuronales, según una investigación de expertos de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona

· El nuevo descubrimiento, publicado en The EMBO Journal, podría abrir nuevas vías terapéuticas para el tratamiento de trastornos relacionados con el desarrollo cerebral

Potenciar la transformación de moléculas de glucosa en lípidos en las neuronas es un factor esencial para el desarrollo de las redes neuronales, según un nuevo estudio publicado en The EMBO Journal —la revista de la Organización Europea de Biología Molecular— y dirigido por el profesor Francesc X. Soriano, de la Facultad de Biología y del Instituto de Neurociencias de la UB (UBNeuro). Entre otros expertos, también participan en la investigación los profesores Manuel Reina, de la Facultad de Biología de la UB, y Ofelia M. Martínez, de la Facultad de Biología y del Instituto de Biomedicina de la UB (IBUB).

La neurona es una célula especializada en la transmisión del estímulo nervioso que está constituida por el soma —el cuerpo celular— y una serie de ramificaciones (dendritas y axones). El desarrollo de los axones y dendritas permite establecer las redes neuronales, un proceso que determina las capacidades cognitivas de cada individuo. De hecho, la alteración del desarrollo dendrítico es la principal característica anatómica en cuadros clínicos de discapacidad intelectual.

Más síntesis de lípidos para expandir la membrana neuronal

Tal como explica el profesor Francesc X. Soriano, del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología de la UB, «la comunicación entre neuronas es uno de los principales factores que regulan el crecimiento de axones y dendritas». Para producir este crecimiento, añade, «es necesario inducir una serie de cambios en el citoesqueleto y aumentar los componentes lipídicos para extender la superficie de la membrana neuronal».

«Aunque se conocen con bastante detalle los cambios que se producen en el citoesqueleto —continúa Soriano—, hasta ahora no había suficiente información sobre qué cambios metabólicos se producen en la neurona para poder sintetizar los lípidos necesarios y extender así la membrana celular».

Descubrir que el aumento del metabolismo de la glucosa es fundamental para el crecimiento de axones y dendritas es la contribución científica más destacada del primer autor del estudio, Marc Segarra (UB-UBNeuro), en colaboración con expertos del Grupo de Investigación Celltec-UB y de la Universidad Autónoma de Madrid. «Este proceso es fundamental para que una parte de esta glucosa se destine a la síntesis de lípidos que permiten expandir la superficie de la membrana neuronal», detalla Segarra, que también es miembro de Celltec-UB.

Estrategias para potenciar el metabolismo glucídico en neuronas

El equipo científico también ha determinado el mecanismo molecular que potencia la captación y el metabolismo de la glucosa en la comunicación sináptica entre neuronas. Según el nuevo estudio, dicho proceso está regulado por la expresión génica del transportador de glucosa GLUT3 —a través de la proteína CREB— y de genes limitantes del metabolismo de la glucosa mediante la participación del factor inducible por hipoxia 1 (HIF-1α).

Tal y como apuntan los autores, «la manipulación farmacológica y genética del metabolismo de la glucosa en neuronas —tanto in vitro como in vivo— afecta a la morfología neuronal. Así pues, el descubrimiento presentado en The EMBO Journal podría abrir nuevas vías terapéuticas para el tratamiento de trastornos relacionados con el desarrollo cerebral».

El nuevo estudio ha recibido financiación del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO), el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), la Fundación Ramón Areces y la Fundación Tatiana Pérez de Guzmán el Bueno.

Referencia del artículo:

Segarra-Mondejar, M.; Casellas-Díaz, S.; Ramiro-Pareta, M.; Müller-Sánchez, C.; Martorell-Riera, A.; Hermelo, I.; Reina, M.; Aragonés, J.; Martínez-Estrada, OM y Soriano, F. X. «Synaptic activity-induced glycolysis facilitates membrane lipid provision and neurite outgrowtn». The EMBO Journal, 3 de abril de 2018, pii e97368. Doi: 10.15252/embj.201797368