Por primera vez, los investigadores han identificado cómo los ácidos grasos del cerebro y los genes que los controlan son cruciales para la formación de la memoria. Además de aumentar nuestra comprensión sobre cómo se forman los recuerdos, el descubrimiento abre la puerta a nuevos tratamientos para enfermedades que afectan la memoria como el Alzheimer.
El cerebro humano está muy enriquecido con compuestos grasos llamados lípidos, que constituyen alrededor del 60% de su peso. Un tipo de lípido cerebral, los fosfolípidos y sus componentes básicos de ácidos grasos libres (AGL) comprenden membranas neuronales que desempeñan un papel crucial en el aprendizaje y la memoria. Sin embargo, los mecanismos por los cuales la actividad neuronal afecta el paisaje lipídico del cerebro y la posterior formación de la memoria no se conocen bien.
Ahora, un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Queensland (UQ), en colaboración con las universidades de Nueva Gales del Sur, Estrasburgo y Burdeos, el Instituto de Investigación Scripps y la Facultad de Medicina de Baylor, ha arrojado luz sobre los mecanismos moleculares y genes que subyacen a la creación de recuerdos.
«Hemos demostrado anteriormente que los niveles de ácidos grasos saturados aumentan en el cerebro durante la comunicación neuronal, pero no sabíamos qué estaba causando estos cambios», dijo Isaac Akefe, autor principal del estudio. «Ahora, por primera vez, hemos identificado alteraciones en el paisaje de ácidos grasos del cerebro cuando las neuronas codifican un recuerdo».
Durante los procesos neurológicos, la enzima fosfolipasa A1 (PLA1) hidroliza los fosfolípidos para producir ácidos grasos libres saturados, lo que cambia el entorno cerebral local. Los estudios han demostrado que los fosfolípidos como PLA1 y sus metabolitos FFA se unen a proteínas clave como la sintaxina-1A (STX1A) y Munc18-1 (STXBP1) para regular las vesículas sinápticas que liberan neurotransmisores y son esenciales para propagar los impulsos nerviosos entre las neuronas. La importancia de PLA1 para la función neuronal queda demostrada por el trastorno genético paraplejía espástica hereditaria (HSP), donde una mutación en el gen DDHD2 que codifica PLA1 se asocia con disfunción cognitiva.
Para investigar el papel de DDHD2 en la formación de la memoria, los investigadores utilizaron un modelo de HSP en ratón knockout para DDHD2 y rastrearon el deterioro neuromotor y cognitivo de los animales a lo largo de su vida. Evaluaron cambios en 19 FFA en cinco regiones del cerebro en respuesta a un procedimiento que probó la memoria asociativa basada en recompensas. Mientras que el procedimiento de prueba impulsó cambios regionales específicos en el paisaje lipídico del cerebro en ratones de control, caracterizados por un aumento de FFA saturados, los ratones knockout para DDHD2 exhibieron una reducción significativa en la respuesta de FFA saturados, incluso antes de que ocurriera el deterioro de la memoria.
«Las mutaciones humanas en los genes PLA1 y STXBP1 reducen los niveles de ácidos grasos libres y promueven trastornos neurológicos», dijo Frederic Meunier, uno de los autores correspondientes del estudio. “Para determinar la importancia de los ácidos grasos libres en la formación de la memoria, utilizamos modelos de ratón en los que se elimina el gen PLA1. Realizamos un seguimiento del inicio y la progresión del deterioro neurológico y cognitivo a lo largo de sus vidas. Vimos que incluso antes de que sus memorias se deterioraran, sus niveles de ácidos grasos libres saturados eran significativamente más bajos que los de los ratones de control. Esto indica que esta enzima PLA1 y los ácidos grasos que libera desempeñan un papel clave en la adquisición de la memoria”.
Los hallazgos tienen implicaciones importantes para comprender cómo se forman los recuerdos y desarrollar tratamientos para las enfermedades que afectan la memoria.
«Nuestros hallazgos indican que la manipulación de esta vía de adquisición de memoria tiene un potencial interesante como tratamiento para enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer», dijo Meunier.
El estudio fue publicado en La revista EMBO.
Fuente: Universidad de Queensland
