Restauración procognitiva de la plasticidad de la neurona PV en trastornos del desarrollo neurológico

Un estudio reciente publicado en Nature revela nuevos conocimientos sobre el potencial para restaurar la función cognitiva en individuos con trastornos del desarrollo neurológico (NDD) al dirigirse a mecanismos celulares específicos dentro del hipocampo. Los investigadores han identificado reguladores clave, denominados "genes de plasticidad dependientes de la experiencia", que podrían desempeñar un papel fundamental en la reversión de algunas de las deficiencias neurológicas asociadas con afecciones como el trastorno del espectro autista (TEA), el trastorno bipolar, la esquizofrenia y la epilepsia. Estos hallazgos sugieren que incluso en la edad adulta, ciertos aspectos de la plasticidad cerebral permanecen intactos y potencialmente pueden aprovecharse con fines terapéuticos.

La investigación se centra en las interneuronas que expresan parvalbumina (PV INs) ubicadas en el giro dentado (DG), circuito CA3 / CA2 del hipocampo. Estas neuronas son esenciales para regular la codificación, el almacenamiento, la recuperación y el enrutamiento de la memoria a través de su capacidad para modular la actividad de las neuronas principales (PNS) a través de la inhibición de la alimentación. Este mecanismo influye en la sincronización de la actividad de PN, formando conjuntos necesarios para generar oscilaciones de red que facilitan la comunicación intrahippocampal y transregional dentro de redes cerebrales más grandes que involucran la corteza y el subcórtex. La experiencia juega un papel crítico en la configuración de las propiedades funcionales de las PV INs.

Durante el período postnatal temprano, la exposición a estímulos ambientales refina los circuitos del hipocampo, influyendo en los resultados cognitivos a largo plazo. Sin embargo, las interrupciones en este proceso, a menudo vinculadas a factores de riesgo genéticos, pueden conducir a funciones neuronales inadaptadas, deterioro cognitivo y convulsiones características de varios TND. El estudio destaca cómo las vulnerabilidades genéticas pueden interferir con el refinamiento normal de la inhibición impulsado por la experiencia mediada por las INP, contribuyendo así a la fisiopatología de estos trastornos.

A pesar de la creciente comprensión de los mecanismos moleculares que rigen la identidad y la plasticidad de PV IN en la corteza, aún se desconocen muchos aspectos sobre los reguladores del desarrollo de las propiedades de PV IN en el hipocampo.

El aprendizaje y las experiencias sociales pueden mejorar las entradas sinápticas excitatorias en estas neuronas, desencadenando cambios que aumentan la inhibición de la alimentación en los circuitos DG, CA3 / CA2. Esto, a su vez, apoya la memoria espacial y social al aumentar la excitabilidad intrínseca y las sinapsis inhibitorias en los PNs CA3 / CA2. A nivel de red, esta inhibición mejorada ayuda a estabilizar y contextualizar los conjuntos neuronales durante la consolidación de la memoria, promoviendo oscilaciones de red coherentes.

Identificaron varios reguladores candidatos, incluidos los factores de transcripción y los modificadores epigenéticos, que están codificados por genes que se sabe que tienen una alta confianza como factores de riesgo para los TDN y las epilepsias. El equipo probó si restaurar la plasticidad PV IN dependiente de la experiencia en el hipocampo adulto utilizando un modelo de ratón de riesgo de TDN comúnmente utilizado sería suficiente para revertir los déficits de desarrollo en los circuitos, la especificidad del conjunto, las propiedades de ondulación de onda aguda (SWR), las convulsiones y la función cognitiva. Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de la neurociencia teórica.

Si se validan en ensayos en humanos, estos hallazgos podrían allanar el camino para nuevas estrategias terapéuticas destinadas a mejorar o restaurar la plasticidad del hipocampo en individuos afectados. Tales intervenciones podrían involucrar agentes farmacológicos dirigidos a los factores de transcripción identificados o reguladores epigenéticos, o terapias conductuales diseñadas para estimular los procesos dependientes de la experiencia que promueven la plasticidad de PV IN. Se necesita más investigación para confirmar estos resultados en entornos clínicos y para determinar la seguridad y eficacia de los tratamientos potenciales.

No obstante, el descubrimiento de estos reguladores marca un paso significativo hacia adelante en la comprensión de la compleja interacción entre la genética, el medio ambiente y la plasticidad cerebral en los trastornos del desarrollo neurológico.