Identifiquen una proteïna com a element fonamental en el desenvolupament del cervell

El grup de recerca Neurobiologia Molecular i del Desenvolupament de la Universitat de Lleida (UdL) i l'Institut de Recerca Biomèdica de Lleida (IRBLleida) ha identificat una proteïna, denominada Rnd3 o RhoE, com un element fonamental en el desenvolupament del cervell i en l'establiment d'importants connexions neuronals. Rnd3/RhoE pertany a la família de les RhoGTPasas, que actuen com a "interruptors" bioquímics de la funció cel·lular. Aquesta troballa permetrà realitzar futures recerques per a continuar coneixent el funcionament del sistema nerviós i dels circuits que controlen i coordinen tasques senzilles com el moviment d'una extremitat, fins unes altres molt més complexes com les emocions, la consciència, la capacitat d'abstracció o la memòria. La recerca s'ha publicat a la revista Journal of Neurochemistry.

"Entendre la lògica dels circuits neuronals i com realitzen la seva funció és sens dubte la frontera del coneixement més important en recerca biomèdica del segle XXI" ha explicat el professor Serra Hunter de la UdL i responsable del grup Neurobiologia Molecular i del Desenvolupament, Joaquim Egea. Quan la funcionalitat d'aquests circuits es veu compromesa per causes genètiques, per traumatismes o bé, per un procés neurodegeneratiu (Parkinson o Alzheimer), les conseqüències poden arribar a ser dramàtiques, ha especificat Egea. "Per a il·lustrar la complexitat i magnitud extrema d'aquest repte cal pensar que estem parlant d'una estructura com el nostre cervell formada per uns 69.000 milions de neurones i 10¹⁴connexions entre elles", ha matisat l'investigador responsable.

La recerca, que també ha comptat amb la col·laboració de personal del Departament de Medicina i Cirurgia Animal de la Facultat de Veterinària de la Universitat CEU Cardenal Herrera de València, s'ha realitzat mitjançant l'estudi de ratolins manipulats genèticament als quals els falta la proteïna Rnd3/RhoE i en els quals es va observar que aquests presentaven defectes severs en diverses connexions axonales importants del cervell.

L'estructura bàsica dels circuits neuronals s'estableix i organitza durant el desenvolupament embrionari en l'úter matern. En aquestes etapes, les joves neurones estableixen connexions entre elles mitjançant el creixement d'un apèndix, l'axó, facilitant així la comunicació entre diferents regions del sistema nerviós. L'estudi d'aquest procés, conegut com a "guia axonal", ens permet entendre millor com es forma i com funciona el nostre sistema nerviós. Se sap per exemple que, durant la guia axonal, els axons estan exposats a molècules de l'entorn que són reconegudes per receptors específics situats en la superfície de la seva membrana cel·lular i que dirigeixen i instrueixen (guien) el seu moviment d'una manera molt precisa fins a connectar amb la seva cèl·lula diana. "Si bé s'han identificat la majoria d'aquestes molècules i els seus receptors, els mecanismes intracel·lulars que tenen lloc en resposta a aquests estímuls són encara bastant desconeguts", ha explicat Egea. Per aquest motiu, és important aquest descobriment, ja que s'han associat mutacions en alguns membres d'aquestes famílies de proteïnes RhoGTPasas amb algunes malalties que afecten el desenvolupament del sistema nerviós en humans.

La recerca ha sigut possible gràcies a diferents ajudes del Ministeri de Ciència i Innovació (PGC2018-101910-B-I00, BFU2010-1805, BFU 2013-48563-P, BES-2014-067618, SAF2013-49176-C2-1-R), de la Unió Europea (FP7-PEOPLE-2011-CIG,) i del Programa SANTANDER-FUSP.

Article de recerca:

Marfull‐Oromí, P, Fleitas, C, Zammou, B, et al. Genetic ablation of the Rho GTPase Rnd3 triggers developmental defects in internal capsule and the globus pallidus formation. J Neurochem. 2021; 00: 1- 20. https://doi.org/10.1111/jnc.15322