Cell: ¡Desafía el libro de texto! Revelar el mecanismo de liberación de dopamina en el cerebro.

Después de décadas de investigación sobre el papel clave del neurotransmisor dopamina en el control motor y el comportamiento de recompensa, se ha convertido en el foco de innumerables esfuerzos para comprender su actividad, especialmente cuando se usa en enfermedades como la enfermedad de Parkinson y la adicción cuando se produce una desviación. en.

Aunque los científicos han hecho un progreso considerable, se sabe poco sobre el mecanismo por el cual las células sanas de dopamina liberan este neurotransmisor. Esta brecha limita a los científicos 0010010 # 39; capacidad para desarrollar tratamientos para una variedad de enfermedades relacionadas con la dopamina.

Ahora, en un nuevo estudio, los investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard identificaron el mecanismo molecular responsable de la secreción precisa de dopamina en el cerebro. Los resultados relevantes de la investigación se publicaron en la revista Cell en febrero 8, 2018, y el artículo titulado 0010010 quot; La secreción de dopamina está mediada por sitios de liberación similares a la zona activa dispersa {{4 }} quot ;.

La imagen es de Cell, doi: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008.

Este estudio identificó sitios específicos en las neuronas productoras de dopamina que liberan dopamina de una manera rápida y espacialmente precisa; este hallazgo está relacionado con la forma en que este neurotransmisor transmite señales en el cerebro. El modelo actual entra en conflicto.

El autor correspondiente del artículo, Pascal Kaeser, profesor asistente de neurobiología en la Facultad de Medicina de Harvard, dijo: 0010010 "; Este sistema de dopamina desempeña un papel vital en muchas enfermedades, pero pocos estudios han sugerido cómo liberan las neuronas saludables de dopamina Este neurotransmisor. Preguntas básicas cualitativas. 0010010 quot; Una mejor comprensión de la dopamina en el laboratorio puede tener un gran impacto en la capacidad de tratar enfermedades donde la señal de dopamina está desalineada.

En el cerebro, aproximadamente el 0. 01% de las neuronas son responsables de producir dopamina, pero controlan una amplia variedad de procesos cerebrales, incluido el control motor, los sistemas de recompensa, el aprendizaje y la memoria.

Kaeser dijo que la investigación de dopamina se centra en su disfunción y los receptores de proteínas que las neuronas usan para recibir dopamina. Aunque este neurotransmisor juega un papel importante, en circunstancias normales, la investigación sobre cómo se libera en el cerebro es limitada.

No más desorden

Para identificar el mecanismo molecular responsable de la secreción de dopamina, Kaeser y sus colegas se centraron en las neuronas productoras de dopamina en el mesencéfalo, que están involucradas en los circuitos neuronales que desencadenan el movimiento y recompensan el comportamiento.

Estos investigadores primero buscaron la zona activa, un sitio específico de liberación de neurotransmisores ubicado en la sinapsis (es decir, donde una neurona contacta con otra neurona). Mediante el uso de microscopía de súper resolución para obtener imágenes de partes del cerebro proyectadas por las neuronas de dopamina, descubrieron que las neuronas de dopamina contenían proteínas que marcaban la presencia de regiones activas.

Estas regiones activas indican que las neuronas pueden participar en una transmisión sináptica rápida, en la que las señales de neurotransmisores se transfieren con precisión de una neurona a otra en milisegundos.

Esta es la primera evidencia de la existencia de zonas activas rápidas en las neuronas de dopamina, y antes de esto, se consideraba que estas neuronas solo estaban involucradas en la llamada transmisión de volumen (transmisión de volumen), es decir, este neurotransmisor en el cerebro. enviado lentamente y no específicamente en áreas relativamente grandes.

La densidad de las áreas activas que se encuentran en las neuronas de dopamina es menor que la densidad de las áreas activas que se encuentran en otras neuronas, y otros experimentos revelan en detalle cómo este neurotransmisor se secreta y libera rápidamente Reabsorb.

Kaeser dijo: 0010010 quot; Creo que nuestros hallazgos cambiarán nuestra percepción de la dopamina. Nuestros datos sugieren que la dopamina se libera en un lugar específico, con una precisión y velocidad espacial increíbles, y antes de eso la gente pensaba que la dopamina se secreta lenta y desordenadamente. 0010010 quot;

En otro conjunto de experimentos, los investigadores utilizaron herramientas genéticas para eliminar varias proteínas de la región activa. Eliminar una proteína específica llamada RIM es casi suficiente para prevenir completamente la secreción de dopamina en ratones. RIM está asociado con una variedad de enfermedades que incluyen trastornos neuropsiquiátricos y trastornos del desarrollo. Sin embargo, excluir otra proteína de dominio activo tuvo poco efecto sobre la liberación de dopamina, lo que sugiere que la secreción de dopamina depende de un mecanismo molecular único.

Changliang Liu, el primer autor del artículo e investigador postdoctoral en el laboratorio de Kaeser 0010010 # 39, dijo, 0010010 quot; Nuestra investigación muestra que las señales de dopamina están más organizadas que antes pensamiento. 0010010 quot;

Liu dijo: 0010010 "; Confirmamos que la región activa y el RIM asociados con enfermedades como la esquizofrenia y los trastornos del espectro autista en la investigación genética humana son clave para la transducción de señales de dopamina. Estos mecanismos recientemente identificados pueden estar relacionados con estas enfermedades. Puede conducir al desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento en el futuro. 0010010 quot;

Estos investigadores están estudiando estas regiones activas con más detalle para obtener una comprensión más profunda de su papel en la transducción de señales de dopamina y cómo manipularlas.

Kaeser dijo: 0010010 quot; Hemos invertido mucha energía en comprender todo el mecanismo de señalización de dopamina. Por ahora, la mayoría de los tratamientos proporcionan al cerebro una cantidad excesiva de dopamina, que activa procesos que no deben activarse, por lo que traerá muchos efectos secundarios. 0010010 quot;

Él dijo: 0010010 quot; Nuestra esperanza a largo plazo es identificar proteínas que solo median la secreción de dopamina. Imagine que al manipular la liberación de dopamina, podemos reconstruir mejor las señales normales en el cerebro. 0010010 nbsp;

fuente: Changliang Liu, Lauren Kershberg, Jiexin Wang y otros. 0010010 nbsp;La secreción de dopamina está mediada por sitios de liberación de zona activa y escasa. Celda, 8 febrero 2018, 172 (4): 706 - 718, doi: 10. {{6 }} 16 / j. Celda. 2018. 01. 008.