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PUBLICADO EN 'SCIENCE SIGNALING'

Restauran la formación de recuerdos en ratones tras privarlos de sueño

JANO.es · 27 abril 2016 00:41

Investigadores de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos, bloquean el efecto de la privación del sueño sobre la memoria mediante la manipulación de la expresión de un gen en el hipocampo.

Investigadores de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos, han observado que la falta de sueño está vinculada a un deterioro de la producción de proteínas en el hipocampo, una región del cerebro considerada el centro de la memoria. Al aumentar experimentalmente la expresión de un gen implicado en la regulación de la síntesis de proteínas en ratones, estos expertos lograron evitar estos déficits.

"Aunque este estudio no es inmediatamente traducible a los seres humanos, sienta las bases para identificar las proteínas dirigidas por la privación del sueño", dice Ted Abel, profesor de Biología y autor principal del artículo, que se publica en Science Signaling. "Este estudio también proporciona una pista acerca de la función del sueño para dirigir la síntesis de proteínas y el fortalecimiento de los recuerdos", agrega.

"Hemos sido capaces de bloquear el efecto de la privación del sueño sobre la memoria mediante la manipulación de la expresión de un gen en el hipocampo -señala Jennifer C. Tudor, investigadora postdoctoral y autora de este trabajo--. Resulta que la vía en la que participan también es increíblemente importante para el metabolismo celular, por lo que la conexión con la regulación energética es potencialmente muy interesante".

El laboratorio de Abel ha estado durante mucho tiempo interesado en los efectos de la privación del sueño sobre el aprendizaje y la memoria y ha hecho contribuciones fundamentales para el campo. Un trabajo anterior de los miembros del laboratorio y otros expertos ha sugerido que almacenamiento de los recuerdos que dependen del sueño requiere la síntesis de proteínas. "Hubo una gran cantidad de datos correlativos, una gran cantidad de datos sugestivos, pero en realidad nadie había demostrado in vivo que la privación del sueño afecta a la síntesis de proteínas en el hipocampo", afirma Tudor.

Como primer paso en el estudio actual, el equipo de investigación ha confirmado esta conexión entre la falta de sueño y la síntesis de proteínas utilizando un anticuerpo para un compuesto llamado puromicina etiqueta todas las proteínas recién fabricadas.

Después de que los ratones recibieran una inyección de este compuesto, se les dejó dormir o se les privó de sueño a cinco de sus normales 12 horas de sueño mediante suave manipulación o tocando su jaula. Los roedores con falta de sueño tenían una cantidad significativamente menor de proteínas etiquetadas en su hipocampo en comparación con los ratones que tuvieron un descanso tranquilo.

A continuación, el equipo quería identificar una vía molecular responsable de la reducción en la síntesis de proteínas. Una investigación anterior había puesto de manifiesto que la falta de sueño tenía un impacto en la expresión de genes asociados con la señalización de la insulina, incluyendo mTOR, que también participa en la formación de proteínas.

Niveles reducidos de mTORC1

En los hipocampos de ratones con falta de sueño, el equipo encontró niveles reducidos de mTORC1, un complejo de mTOR y otras proteínas. También detectó una reducción en la cantidad de 4EBP2 fosforilado, una proteína aguas abajo de mTORC1 en la vía de señalización mTOR.

Deduciendo que la reducción de mTORC1 y 4EBP2 puede estar implicada en la disminución de la síntesis de proteínas vista después de la privación del sueño, los autores decidieron tratar de utilizar 4EBP2 para evitar que esa reducción. Emplearon un vector viral para entregar el gen 4EBP2 a las neuronas en el hipocampo durante tres semanas y después se sometió a los ratones la misma prueba la falta de sueño realizada antes.

Los investigadores encontraron que no sólo los ratones que expresan 4EBP2 restauraron la síntesis de proteínas en el hipocampo, sino que una prueba de comportamiento reveló también que impidieron los déficits de memoria.

"Esto sugiere que hay proteínas que necesitamos con el fin de crear un recuerdo --plantea Tudor--. Como siguiente paso, vamos a identificar aquellas proteínas que están siendo activamente traducidas --o no-- con la privación del sueño para ver si podemos atraparlas en el acto y saber cuáles son las más afectadas por la falta de sueño".

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