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Revelado un mecanismo subyacente a la causa más común de los ataques epilépticos

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Newswise · 15 septiembre 2021 09:00

Un estudio interdisciplinar muestra que las neuronas portadoras de mutaciones somáticas en MTOR pueden conducir a la epileptogénesis focal a través de la hiperexcitabilidad no autónoma de las neuronas cercanas no mutadas.

Durante el desarrollo fetal, las células deben migrar al borde exterior del cerebro para formar conexiones críticas para la transferencia de información y la regulación del organismo. Cuando incluso unas pocas células no se desplazan a la ubicación correcta, las neuronas se desorganizan y esto da lugar a la displasia cortical focal. Este trastorno es la causa más común de la epilepsia que no puede controlarse con medicamentos en los niños y la segunda causa más frecuente en los adultos.

Ahora, un equipo interdisciplinar que estudia la neurogenética, las redes neuronales y la neurofisiología en el Instituto de Ciencia y Tecnología Avanzadas de Corea del Sur ha revelado cómo las disfunciones, incluso en un pequeño porcentaje de células, pueden causar trastornos en todo el cerebro. Ha publicado sus resultados en Annals of Neurology.

El trabajo se basa en un hallazgo anterior, también realizado por científicos del mismo instituto, que descubrió que la displasia cortical focal estaba causada por mutaciones en las células implicadas en mTOR, vía que regula la señalización entre las neuronas del cerebro.

"Solo entre el 1 y el 2 por ciento de las neuronas portadoras de mutaciones en la vía de señalización mTOR, que regula la señalización celular en el cerebro, se han encontrado convulsiones en modelos animales de displasia cortical focal –comenta el investigador Jong-Woo Sohn-. El principal reto de este estudio era explicar cómo las neuronas cercanas no mutadas son hiperexcitables".

Inicialmente, los investigadores plantearon la hipótesis de que las células mutadas afectaban al número de sinapsis excitatorias e inhibitorias de todas las neuronas, mutadas o no. Estas puertas neuronales pueden desencadenar o detener la actividad, respectivamente, en otras neuronas. Las convulsiones son el resultado de una actividad extrema, denominada hiperexcitabilidad. Los investigadores pensaron que si las células mutadas alteraban el equilibrio y daban lugar a más células excitadoras, era lógico que las células fueran más susceptibles de sufrir hiperexcitabilidad y, por tanto, convulsiones.

"Al contrario de lo que esperábamos, el equilibrio de la entrada sináptica no se modificó ni en las neuronas mutadas ni en las no mutadas –señala el coautor Jeong Ho Lee-. Dirigimos nuestra atención a una proteína sobreproducida por las neuronas mutadas".

La proteína es la adenosina quinasa, que reduce la concentración de adenosina. Este compuesto natural es un anticonvulsivo y sirve para relajar los vasos sanguíneos. En ratones modificados para que tuvieran displasia cortical focal, los investigadores inyectaron adenosina para sustituir los niveles reducidos por la proteína. Funcionó y las neuronas se volvieron menos excitables.

"Demostramos que el aumento de la señalización de la adenosina podía atenuar la excitabilidad de las neuronas no mutadas", añade, por su parte, el investigador Se-Bum Paik.

El efecto en las neuronas no mutadas fue la parte sorprendente, según Paik. "La hiperexcitabilidad que desencadena las convulsiones no se originó en las neuronas portadoras de la mutación, sino en las neuronas cercanas no mutadas", comenta.

Las neuronas mutadas excretaban más adenosina quinasa, reduciendo los niveles de adenosina en el entorno local de todas las células. Con menos adenosina, las neuronas no mutadas se volvieron hiperexcitables, lo que provocó convulsiones.

"Aunque tenemos que seguir investigando la relación entre la concentración de adenosina y el aumento de la excitación de las neuronas cercanas, nuestros resultados apoyan el uso médico de fármacos para activar la señalización de la adenosina como posible vía de tratamiento de la displasia cortical focal", concluye Lee.

Referencia: Ann Neurol. 2021;90(2):285-299. doi:10.1002/ana.26149

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