Las redes de astrocitos en el cerebro del ratón controlan el aprendizaje espacial y la memoria
Red de astrocitos en el hipocampo de un ratón bajo el microscopio de fluorescencia. Crédito: Ladina Hsli, Universidad de Zurich
Los astrocitos forman grandes redes de células interconectadas en el sistema nervioso central. Cuando estos acoplamientos de célula a célula se interrumpen en el cerebro de ratones adultos, los animales ya no pueden almacenar información espacial. La red de astrocitos es, por lo tanto, esencial para el aprendizaje espacial y la formación de la memoria, como muestran ahora los neurocientíficos de la Universidad de Zúrich.
En el cerebro, las neuronas y los astrocitos trabajan juntos para procesar información y habilitar comportamientos complejos y habilidades cognitivas. Los astrocitos tienen muchas funciones, como controlar la barrera hematoencefálica, proporcionar nutrientes al tejido nervioso y apoyar su reparación. Una característica interesante de los astrocitos es que forman grandes redes de células conectadas. Estos acoplamientos están hechos de poros de membrana específicos que están formados por un grupo de proteínas llamadas conexinas. Y a través de estas conexiones, los astrocitos pueden comunicarse entre sí mediante el intercambio de varios iones y moléculas pequeñas.
Desactivar el acoplamiento de los astrocitos interrumpe la formación de la memoria espacial
Un equipo de neurocientíficos dirigido por Aiman Saab y Bruno Weber, del Instituto de Farmacología y Toxicología de la Universidad de Zúrich (UZH), ha revelado que en el cerebro adulto de ratones, el acoplamiento de astrocitos contribuye al funcionamiento neuronal en el hipocampo, una región del cerebro que está involucrada en la formación de la memoria espacial. «Descubrimos que en la edad adulta una red de astrocitos intacta es esencial para la homeostasis neural, la plasticidad sináptica y las capacidades cognitivas espaciales de esta región del cerebro», dice Aiman Saab, último autor del estudio.
Para dilucidar la relevancia funcional de la red de astrocitos, los investigadores generaron un modelo de ratón en el que las dos conexinas clave responsables de unir los astrocitos pueden desactivarse selectivamente. Una vez que se desactivaron los genes correspondientes, los astrocitos perdieron su capacidad para mantener las redes intercelulares y el acoplamiento de astrocito a astrocito se interrumpió en unas pocas semanas.
Imagen de microscopio de fluorescencia confocal de astrocitos (magenta) y sus núcleos celulares (amarillo ) en el cerebro del ratón. Crédito: Ladina Hsli, Universidad de Zurich
La red astrocítica intacta es clave para el funcionamiento cerebral de ratones adultos
La interrupción de la red de astrocitos alteró la excitabilidad de las neuronas en el hipocampo y su transmisión de señales en las sinapsis . Además, también se vio comprometido el fortalecimiento de estas conexiones neuronales especializadas necesarias para almacenar información sináptica. Esto fue acompañado por déficits significativos en el aprendizaje espacial y la memoria de los animales. «Se sabe que las funciones de los astrocitos están involucradas en la configuración de las capacidades cognitivas. Nuestro estudio ahora muestra que una red de astrocitos intacta es fundamental para la formación de la memoria espacial en ratones adultos», dice Ladina Hsli, primera autora del estudio.
Sorprendentes similitudes con enfermedades neurodegenerativas y trastornos neuropsiquiátricos
Además, las células inmunitarias primarias del cerebro también se ven afectadas por la pérdida del acoplamiento de los astrocitos. La activación de estas llamadas microglías observadas en los ratones es similar a los cambios documentados en enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer y trastornos neuropsiquiátricos como las depresiones. «Los astrocitos y la microglía no solo cambiaron su morfología, también encontramos alteraciones en marcadores específicos que son característicos de la microglía asociada a enfermedades», dice Hsli.
Dado que el envejecimiento normal del cerebro también está asociado con cambios en el acoplamiento astrocítico, estos cambios gliales podrían contribuir a la disminución del aprendizaje y la memoria relacionada con la edad. «Nuestro estudio muestra que en el cerebro adulto el funcionamiento de las conexinas astrocíticas y una red glial intacta pueden ser importantes para la forma en que los astrocitos y la microglía trabajan juntos para mantener la homeostasis neural», dice Aiman Saab. En el siguiente paso, los investigadores pretenden comprender cómo se alteran las funciones microgliales cuando se perturba el acoplamiento de los astrocitos.
La investigación se publicó en Cell Reports.
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Los astrocitos ayudan a orquestar la actividad sináptica en el aprendizaje y la memoria Más información: Aiman S. Saab, Decoupling astrocytes in adult mice perjudica la plasticidad sináptica y el aprendizaje espacial, Cell Reports (2022) . DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110484. www.cell.com/cell-reports/full … 2211-1247(22)00217-0 Información de la revista: Cell Reports
Proporcionado por la Universidad de Zurich Cita: Las redes de astrocitos en el cerebro del ratón controlan el aprendizaje espacial y la memoria (8 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-astrocyte-networks-mouse-brain-spatial.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.