Descubren cómo se activan las neuronas

Por primera vez, los científicos han revelado los pasos necesarios para activar un receptor que ayuda a regular la activación de las neuronas, según una nueva investigación que han publicado en la revista ‘Nature’. Los hallazgos podrían ayudar a los investigadores a comprender y algún día tratar la adicción, la psicosis y otras enfermedades neuropsicológicas.

Para los investigadores que buscan entender y algún día tratar ciertas dolencias neuropsicológicas, un lugar para comenzar es una molécula conocida como GABA. GABA se une a las moléculas receptoras en las neuronas y ayuda a regular las tasas de activación neuronal en el cerebro.

Ahora, los investigadores han producido un mapa detallado de uno de esos receptores GABA, que revela la estructura del receptor. Pero, además, nuevos detalles de cómo se mueve de su estado inactivo a activo.

Los científicos nunca antes habían visto tales detalles en un receptor humano, explica Cornelius Gati, biólogo estructural del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía y autor principal del artículo. La información sobre la estructura de la molécula y sus transiciones entre estados podría ayudar a los científicos a comprender mejor los receptores GABA. También puede ayudar a los químicos a diseñar mejores medicamentos para tratar la adicción, la psicosis y otras afecciones.

Ácido gamma aminobutírico

GABA, abreviatura de ácido gamma aminobutírico, es fundamental para el buen funcionamiento de nuestro cerebro. Cuando se libera, se une a las neuronas en uno de los dos receptores, GABAA y GABAB, y disminuye su velocidad de disparo. Los fármacos que imitan a GABA generalmente tienen un efecto calmante. La benzodiacepina tranquilizante, por ejemplo, funciona uniéndose a GABAA y activando el receptor.

En el nuevo estudio, Gati y sus colegas centraron su atención en GABAB, utilizando microscopía crioelectrónica para tomar imágenes detalladas de la molécula. La técnica consiste en congelar una muestra para preservarla mejor bajo las duras condiciones en un microscopio electrónico. Su principal ventaja es que puede atrapar moléculas en un estado más natural que otros métodos.

En este caso, los científicos esperaban mapear la estructura de GABAB tanto en estados inactivos como activos, unidos a GABA. Pero cuando revisaron los datos de sus experimentos, descubrieron que también habían captado más detalles de lo que habían anticipado. Esos nuevos hallazgos incluyen la existencia y mapas aproximados de dos estados intermedios que, según explica Gati, “ni siquiera sabíamos que existían”.

Pero quizás, más importante que los propios estados intermedios, fue observar, por primera vez, la forma activa de GABAB, admite Vadim Cherezov, biólogo estructural de la Universidad del Sur de California y otro autor principal del nuevo artículo.

Para capturar el estado activo, el equipo agregó dos moléculas a la mezcla con GABAB y tomó imágenes adicionales de cryo-EM. Agregar esas moléculas, una molécula similar a GABA y otra, llamada modulador alostérico positivo o PAM, que ajusta la función GABAB, estabilizó el receptor GABAB en su estado activo.

Cherezov añade que poder ver cada uno de esos pasos junto con nuevos detalles, como el sitio donde el PAM se une a GABAB, podría ayudar a los investigadores a diseñar mejores medicamentos para tratar la enfermedad neuropsicológica.

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