Universidad de Toronto biólogos conducen una investigación sobre las células que regulan la función apropiada del cerebro, han identificado y localizado los principales actores cuyas acciones contribuyen a afecciones tales como la epilepsia y la esquizofrenia. El descubrimiento es un paso importante hacia el desarrollo de mejores tratamientos para estos y otros desórdenes neurológicos.


"Las neuronas del cerebro se comunican con otras neuronas a través de las sinapsis, la comunicación que puede excitar o inhibir otras neuronas", dijo la profesora Melanie Woodin en el Departamento de Biología Celular y de Sistemas en la Universidad de Toronto (Universidad de Toronto), el principal investigador de un estudio publicado hoy en Cell Reports . "Un desequilibrio entre los niveles de excitación e inhibición - una punta hacia la excitación, por ejemplo - hace la función cerebral inadecuada y puede producir convulsiones. Se identificó un complejo clave de las proteínas que pueden regular el equilibrio excitación-inhibición a nivel celular ".
Este complejo reúne tres proteínas clave - KCC2, Neto2 y GluK2 - necesarios para la comunicación sináptica inhibitoria y excitatoria. Se requiere KCC2 para los impulsos inhibitorios, GluK2 es un receptor para el principal transmisor glutamato excitatorio, y Neto2 es una proteína auxiliar que interactúa tanto con KCC2 y GluK2. El descubrimiento del complejo de tres proteínas es pionera como se creía anteriormente que KCC2 y GluK2 estaban en compartimentos separados de la célula y actuaron de forma independiente el uno del otro.
"Encontrar que todos ellos están interactuando directamente y pueden co-regular la función de cada uno revela por primera vez un sistema que puede mediar en equilibrio excitación-inhibición entre las propias neuronas", dijo Vivek Mahadevan, un estudiante de doctorado en el grupo de Woodin y autor principal del estudio.
Mahadevan y sus colegas investigadores hicieron el descubrimiento a través de la bioquímica, imágenes de fluorescencia y los experimentos de electrofisiología en cerebros de ratones. La técnica más fructífera fue la aplicación de un sistema de gel sensible avanzado para determinar complejos de proteínas nativas en las neuronas, llamado Blue nativo PAGE. El proceso proporciona las condiciones bioquímicas necesarias para preservar los complejos de proteínas que normalmente existen en las neuronas. Azul PÁGINA nativo es ventajoso sobre electroforesis en gel estándar, donde las proteínas son separadas de sus complejos de proteínas normales en función de sus pesos moleculares.
"Los resultados revelan las proteínas que pueden ser objetivo de los fabricantes de medicamentos con el fin de restablecer los desequilibrios que se producen en los trastornos neurológicos como la epilepsia, el trastorno del espectro del autismo, la esquizofrenia y el dolor neuropático", dijo Woodin. "No existe una cura para la epilepsia; los mejores tratamientos disponibles sólo controlan sus efectos, tales como convulsiones y convulsiones. Ahora podemos imaginar evitando que se produzcan en el primer lugar. "
"Fueron los mecanismos celulares que determinan el equilibrio excitación-inhibición que necesitaba ser identificado. Ahora que sabemos que el papel clave desempeñado por KCC2 en la moderación de la actividad excitatoria, la investigación adicional se puede hacer en su disfunción ocasional y la forma en que también puede ser regulada por impulsos excitatorios ", dijo Mahadevan.