Células cerebrales que cambian de identidad
Interneurona dentro de la cortezaNATHALIE DEHORTERLa actividad eléctrica de una neurona se considera una característica fundamental de su identidad. Pero una nueva investigación revela que este atributo no es necesariamente fijo, al menos en las interneuronas inhibitorias corticales murinas. En un artículo publicado hoy en Science (10 de septiembre), los investigadores muestran que aumentar o disminuir la actividad de las interneuronas conduce a cambios moleculares que, en última instancia, aceleran o retrasan la actividad de las células’ descargas eléctricas.
“En el pasado, se pensaba que las identidades y propiedades de las neuronas estaban determinadas principalmente por programas genéticos durante el desarrollo y una vez que se establecían estas identidades celulares, se pensaba que era bastante estático, ” dijo el neurocientífico Attila Losonczy de la Universidad de Columbia, quien no participó en el trabajo. «Este estudio proporciona nuevas pruebas convincentes de que incluso algunas propiedades funcionales básicas de las neuronas, específicamente la excitabilidad y la actividad de activación de las neuronas inhibidoras corticales, están profundamente reguladas por mecanismos dependientes de la actividad y impulsados por la experiencia en el cerebro adulto». …
A diferencia de las neuronas sensoriales y motoras, que conectan el sistema nervioso central con los órganos y tejidos del cuerpo, las interneuronas forman conexiones entre neuronas. La mayoría de las interneuronas son inhibitorias, lo que significa que amortiguan la excitabilidad de otras neuronas, pero dentro de esta subdivisión, hay una gran variedad de subtipos.
Es una población muy, muy grande y diversa, dijo el neurobiólogo del desarrollo Oscar Marin de Kings College London, quien dirigió el estudio. Marin está interesado en cómo se establece esta diversidad, por lo que, como punto de partida, él y sus colegas se centraron en un tipo de interneurona llamada células en cesta que expresan parvalbúmina (PV) de pico rápido (FS), que son conocidas por su papel destacado en el aprendizaje Incluso dentro de esta familia de células fotovoltaicas FS, explicó Marin, existen subtipos marcados por sus diferencias en los patrones de disparo. Algunas se disparan inmediatamente después de la despolarización, mientras que otras muestran un retraso pronunciado.
El equipo de Marins descubrió que, en cortes de corteza de ratón, las células PV del FS con un retraso en la activación tendían a expresar altos niveles de un factor de transcripción llamado Er81, mientras que los que dispararon temprano tenían niveles bajos de Er81. En ratones modificados genéticamente que carecían de la expresión de Er81, se perdió el retardo de disparo.
Las neuronas FS PV de los ratones modificados también tenían niveles reducidos de un canal de potasio llamado Kv1.1, que se cree que media en los retrasos de disparo. . El equipo también demostró que Er81 interactuaba con la región promotora de los genes Kv1.1, lo que sugiere que regula directamente la expresión de los canales.
Es muy interesante que hayan logrado encontrar el vínculo causal desde la actividad hasta un factor de transcripción, a través de la expresión de un canal de potasio particular, a través de este fenotipo electrofisiológico, dijo el neurólogo Dimitri Kullmann del University College London, y más aún, que muestran esto en [ratones] adultos.
De hecho, la eliminación de Er81 específicamente de ratones adultos jóvenes tuvo el mismo efecto que la eliminación de ER81 de por vida, lo que demuestra que no solo se requería el factor de transcripción para establecer las identidades electrofisiológicas de las células, sino que también se necesitaba para mantenerlas.
Además, los niveles de Er81 en las cortezas de los animales adultos se regularon de manera dependiente de la actividad. El aumento de la actividad de las interneuronas, ya sea farmacológicamente o entrenando a los ratones para que aprendan una tarea, disminuyó la proporción de células positivas para Er81 en la corteza y redujo los retrasos en la activación de estas células. Mientras tanto, la reducción de la actividad de las interneuronas tuvo el efecto contrario.
La revelación de que las neuronas de ratones adultos pueden alterar dinámicamente sus actividades de esta manera tiene implicaciones para la conectómica, dijo Marin. Hay todo un campo en desarrollo que trata de comprender la neurociencia desde la perspectiva de cómo se conectan [las neuronas], pero se basa en la idea de que las neuronas tienen una identidad y una función fijas, explicó Marin. La naturaleza cambiante de las identidades neuronales deberá tenerse en cuenta si queremos comprender cómo funciona todo, añadió.
N. Dehorter et al., Ajuste de las propiedades de las interneuronas de pico rápido mediante un interruptor transcripcional dependiente de la actividad, Science, 349:1216-1220, 2015 .
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