Una investigación coordinada por los científicos de la
U713 CIBERER muestra la actividad mitocondrial como principal señalización en memoria y aprendizaje. Además, este trabajo permitirá el estudio de nuevas aproximaciones terapéuticas para enfermedades con problemas cognitivos que tengan un componente mitocondrial. Mediante el estudio, publicado en
'PLos Biology' y liderado por José Manuel Cuezva en el
Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (UAM-CSIC), han demostrado, utilizando modelos de ratón, que la inhibición de una parte de ATP sintasa de las mitocondrias neuronales por IF1 es capaz de promover la producción de las especies reactivas de oxígeno (ROS) necesarias para estimular la transmisión sináptica y consolidar la memoria.
Las mitocondrias producen la mayor parte de la energía en forma de ATP y son conocidas como "las centrales energéticas". En los últimos años, se han descubierto otras funciones de las mitocondrias claves para el organismo, como es el caso de "orgánulos de señalización". El control de la proliferación o muerte de la célula, la respuesta inmune y la adaptación a situaciones de estrés son otras funciones.
Todas estas funciones nombradas se pueden llevar a cabo gracias a determinadas "señales" de las mitocondrias para comunicarse con el resto de la célula y/o tejidos. Teniendo como objetivo la elaboración de respuestas coordinadas que permitan afrontar con éxito la adaptación a situaciones fisiológicas cambiantes.
IF1 es una proteína que inhibe la actividad de la ATP sintasa (principal enzima mitocondrial que produce ATP). Las células con mayor contenido de la proteína IF1 son las neuronas del cerebro humano y del ratón. Pau Esparza, primer firmante del artículo, afirma que durante muchos años se ha pensado que IF1 solo es capaz de inhibir la actividad hidrolítica de la ATP sintasa en situaciones patológicas. Sin embargo, han demostrado que IF1 posee una gran importancia como regulador de la actividad de la ATP sintasa en condiciones fisiológicas y como regulador clave de la actividad mitocondrial y de la señalización por ROS. Junto a otros científicos del
CBMSO, el
Institut de Recerca Sant Joan de Déu de Barcelona y la
Universidad de Cambridge, el equipo se valió de un abordaje multidisciplinar para identificar los procesos celulares que están controlados por IF1.
Por lo tanto, los autores del estudio han afirmado y demostrado que IF1 es clave para la transmisión sináptica y el aprendizaje, debido a que su silenciamiento afecta a la memoria, mientras que la memoria y la transmisión sináptica aumentan con la sobre expresión de IF1. Los autores muestran que la dosis de esta, en neuronas, controla la producción de las especies reactivas del oxígeno y que las ROS regulan la memoria, al activar vías de señalización implicadas en la función sináptica.
Con el uso de herramientas genéticas han comprobado que el ATP/IF1 sintasa es fundamental para el control de la función mitocondrial, actividad sináptica y memoria. El trabajo sienta las bases para analizar como ha afectado todo ello en las funciones cerebrales complejas, así como el aprendizaje.
