Durant la formació del cervell, les neurones poden regular el seu moviment fins arribar al seu destí final gràcies a un «interruptor molecular» que es basa en la proteïna teneurina 4 (Ten4). Aquesta proteïna, a més, és capaç de guiar la migració neuronal a través d’unes vies moleculars que són completament excloents entre si i que determinen el guiatge de les cèl·lules nervioses.
La descoberta, publicada a la revista Nature Communications, millora la comprensió dels mecanismes moleculars que controlen la migració neuronal i obre una nova visió sobre com es construeix el cervell a escala molecular.
Lideren la nova recerca internacional els experts Daniel del Toro, professor de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut i l’Institut de Neurociències (UBneuro) de la Universitat de Barcelona; Elena Seiradake, professora de la Universitat d’Oxford (Regne Unit), i Valentin Nägerl, professor de la Universitat Georg August de Göttingen (Alemanya). Els primers autors del treball són Miguel Berbeira Santana, de la Universitat d’Oxford, i Claudia Peregrina (UB-UBneuro).
El treball combina tècniques avançades —com ara estudis de proteïna estructural, edició gènica en models animals i microscòpia de superresolució— per ampliar horitzons en la comprensió de l’origen de malalties del neurodesenvolupament i trastorns psiquiàtrics o neurològics —esquizofrènia, epilèpsia, autisme, trastorns bipolars, etc.— que poden estar relacionats amb errors en la migració de les neurones.
Un interruptor que guia el viatge de les neurones
El cervell és l’òrgan que processa la informació motora, sensorial i cognitiva. Durant el seu desenvolupament embrionari, les neurones han de desplaçar-se des del seu lloc d’origen fins a la seva posició final, on formaran circuits funcionals. Aquest viatge és essencial perquè el cervell es construeixi correctament i es formin totes les capes neuronals i connexions sinàptiques.
Les neurones utilitzen unes «autopistes» formades per fibres d’altres cèl·lules —les cèl·lules glials radials—, a les quals s’adhereixen i es desprenen de manera controlada per regular la seva migració.
«El nou treball mostra que la proteïna Ten4 actua com un interruptor, que depenent del context pot afavorir l’adhesió o la repulsió de les neurones durant la seva migració, però no totes dues alhora», explica Daniel del Toro, membre també de l’IDIBAPS i l’Àrea de Malalties Neurodegeneratives (CIBERNED) del CIBER.
«En concret, la proteïna Ten4 pot unir-se a unes molècules conegudes com latrofilines per facilitar que la neurona s’adhereixi a les fibres. En altres casos, s’uneix a altres proteïnes Ten4 per reduir aquesta adhesió a les fibres, de manera que la neurona avança més ràpidament», detalla l’expert.
Aquest canvi de funció actua com un interruptor que guia la neurona en diferents fases del seu recorregut. Per tant, la proteïna Ten4 seria el factor regulador de la dinàmica d’adhesió de les neurones sobre les fibres.
«Encara hi ha moltes incògnites sobre com s’orquestren les interaccions moleculars per permetre que les neurones migrin cap als seus objectius finals», explica la investigadora Claudia Peregrina. «Davant aquests desafiaments en neurociències, el treball presenta l’evidència científica de la capacitat d’una mateixa molècula per coordinar diferents etapes d’un procés tan complex com la migració neuronal, mitjançant interaccions completament antagòniques».
«Amb els resultats obtinguts, el nostre treball introdueix un marc metodològic robust per comprendre el paper de les interaccions moleculars dins d’entorns tissulars complexos», conclou l’equip.