Los investigadores rejuvenecen el cerebro de los ratones con ketamina o luz intermitente

Microglia (verde) y una red alrededor de neuronas (violeta). Crédito: IST Austria

¿Recuerdas el olor de las flores en el jardín de tu abuela o el tono que solía silbar tu abuelo? Parece que algunos recuerdos de la infancia están arraigados en tu cerebro. De hecho, hay períodos críticos en los que el cerebro aprende y memoriza rutinas y recuerdos cognitivos profundos. La estructura responsable de salvarlos se llama red alrededor de neuronas.

Esta estructura extracelular encapsula algunas neuronas, estabilizando así las conexiones existentes (sinapsis) entre ellas y evitando la formación de otras nuevas. Pero, ¿y si pudiéramos eliminar la red alrededor de las neuronas y restaurar la adaptabilidad de un cerebro joven? La neurocientífica Sandra Siegert y su grupo de investigación en IST Austria han publicado dos técnicas prometedoras.

Toma ketamina o luces brillantes

Todo comenzó hace cuatro años cuando los investigadores de IST Austria descubrieron que la microglía de los ratones se volvió hiperreactiva después de anestesiar a los animales con ketamina. Por lo general, se piensa que las microglías son células inmunes en el cerebro. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que también interactúa con las neuronas. La microglía reactiva tiene la capacidad de comer sinapsis e incluso neuronas enteras, que a menudo se observan en las últimas etapas de la enfermedad de Alzheimer.

“Nos sorprendió la fuerte respuesta de la microglía cuando se anestesió con ketamina”, explica Alessandro Venturino, autor principal del estudio y miembro del grupo de Siegert. “Pero no vimos ninguna sinapsis o neuronas muertas que se desvanecían. Así que estábamos desconcertados, qué es lo que realmente comen las microglías”. Resulta ser una red alrededor de neuronas que protege y estabiliza las conexiones entre neuronas.

Se han comido dos células de microglía (verde) con trozos de CNN (violeta) en su interior. Este comportamiento no se observó en condiciones de control sin ketamina. Crédito: IST Austria

“Alessandro vino a mi oficina y me dijo que una red alrededor de las neuronas había desaparecido. No podía creerlo”, recuerda Sigert. Aplicaron dosis anestésicas repetidas de ketamina a ratones. La ketamina es un fármaco esencial para la cirugía humana y recientemente ha sido aprobada para el tratamiento de síntomas psiquiátricos. “Después de sólo tres tratamientos, pudimos ver una pérdida significativa de la red alrededor de las neuronas, que duró siete días antes de que fuera reconstruida”.

Cuando Siegert compartió los resultados con Mark Bear, un neurocientífico colaborador del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), quedó asombrado e intrigado por el potencial del descubrimiento. “En biología rara vez se presencia una situación en blanco y negro”, continúa Segert. “Sin embargo, la cereza en la parte superior fue el efecto de un destello de luz de 60Hz”.

Las neuronas se comunican enviándose impulsos eléctricos entre sí. Están coordinados para crear ondas de señales, las llamadas ondas cerebrales, que pueden verse influenciadas por información sensorial externa, por ejemplo, luz brillante en el ojo. “Se ha demostrado anteriormente que la luz intermitente 40 veces por segundo, a 40 Hz, puede promover que la microglía elimine las placas en la enfermedad de Alzheimer. Pero no eliminó la red alrededor de las neuronas”, explica Venturino. Pero cuando los científicos pusieron ratones en cajas que emitían luz 60 veces por segundo, tuvieron un efecto similar al de los tratamientos con ketamina. “Este ajuste fino entre ondas cerebrales distintas y la acción de la microglía es lo más sorprendente y puede ser una nueva forma de pensar sobre las ondas cerebrales”.

Una célula microglial (verde) perfora un agujero en una red alrededor de las neuronas (violeta). Este comportamiento no se observó en condiciones de control sin ketamina. Crédito: IST Austria

Precaución y posibilidades

Las estrategias desarrolladas previamente para eliminar una red alrededor de las neuronas son duraderas y altamente invasivas. Terapia de ketamina en dosis altas, pero más que eso, un destello de luz de 60 Hz es mínimamente invasivo. Por tanto, podrían abrir nuevas vías terapéuticas en humanos.

Una vez que se reduce el bloqueo de la red alrededor de las neuronas en el cerebro, las neuronas se vuelven sensibles nuevamente a nuevas entradas y se pueden formar nuevas sinapsis. “No es como si tomas ketamina como droga y te vuelvas inteligente”, enfatiza Ventorino. Al restablecer la plasticidad, se pueden reemplazar las experiencias traumáticas y tratar el TEPT. “Pero tenemos mucho cuidado porque también es en esta ventana formativa donde puede suceder algo doloroso”, dice Siegert. “Probablemente tampoco sea una buena idea volar con poca luz”.

Hay muchas aplicaciones posibles para estos tratamientos, una de las cuales es la ambliopía, también conocida como ojo vago. Este trastorno de la visión es el resultado de una entrada visual desequilibrada durante el desarrollo del niño y, si no se trata, conduce a la pérdida permanente de la visión. Otro tema que los investigadores quieren investigar son los mecanismos moleculares detrás de su descubrimiento, que aún no se comprenden del todo. Ventorino lo dice en pocas palabras: “Hay mucho que explorar”.

El estudio fue publicado en informes de celda.


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más información:
Alessandro Venturino et al, la microglía permite el desmontaje maduro de las redes perineuronales tras la exposición al fármaco ketamina o la entrada de luz de 60 Hz en el cerebro sano. informes de celda (2021). DOI: 10.1016 / j.celrep.2021.109313

Proporcionado por el Instituto Austriaco de Ciencia y Tecnología

La frase: Investigadores rejuvenecen los cerebros de ratones usando ketamina o luz tenue (2021, 6 de julio), recuperado el 6 de julio de 2021 de https://medicalxpress.com/news/2021-07-rejuvenate-mouse-brains-ketamine-flickering.html

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