Los miRNAs se sintetizan en el núcleo, reciben modificaciones importadas del citosol (líquido que se localiza dentro de las células) en donde se incorporan al complejo de silenciamiento conocido como RISC: “Ahí es donde ejerce su efecto sobre el bloqueo o la inhibición de la traducción de los mensajeros”, explicó el doctor Gibrán Pedraza Vázquez, especialista en la regulación de la expresión de miRNAs durante el envejecimiento.
Como buenos ácidos nucleicos, los miRNAs son susceptibles a ser oxidados; la oxidación de la guanina cambia la afinidad de apareamiento, en lugar de unirse con una citosina va a tener una afinidad mayor por una adenina: “Esto puede ser fundamental en enfermedades que tienen altos niveles de oxidación”.
El doctor Pedraza, egresado de la maestría y doctorado en Biología Experimental de esta casa de estudios, dirigió su investigación a partir de cuestionarse sobre el papel de los miRNAs oxidados en el desgaste del músculo esquelético: “Puede ser por la edad o por alguna enfermedad”, pero ¿qué es lo que define que estos miRNAs estén oxidados? Para dar respuesta a estas incógnitas el doctor explicó que su trabajo lo realizó con muestras de pacientes humanos y con ratones.
Mediante la técnica de secuenciación, realizó algunos acercamientos para detectar cómo es que los miRNAs están siendo modificados y cómo están alterando el estado de expresión de la célula únicamente por el hecho de estar oxidados. El procedimiento se utilizó solamente en la preparación de la muestra, utilizando una fracción de los miRNAs más pequeños, los cuales fueron inmunoprecipitados con un anticuerpo para la guanina oxidada.
Para el primer acercamiento realizó el análisis de expresión diferencial el cual se obtuvo de los datos de pacientes humanos jóvenes y adultos mayores, se adquirieron las partes oxidadas y no oxidadas; mediante comparaciones, nos quedamos con los miRNAs que estaban sobreexpresados. Se extrajo la secuencia de cada uno de estos RNAs para identificar las guaninas, y se cambiaron por uracilos para simular la afinidad de estos miRNAs oxidadas. Y la pregunta fue: ¿Tienen los mismos blancos o seguirán siendo los mismos miRNAs?
Lo que se observó fue que la mayoría de ellos tenían entre el 30% de guanina en su secuencia, eso dio como resultado que podía tener nuevos blancos. Básicamente el miRNA marcó una nueva identidad.
En otra fase de la investigación, con muestras de pacientes humanos sanos, jóvenes y adultos mayores, pacientes con Covid-19, modelos con caquexia (pérdida de peso y fuerza muscular); de envejecimiento de ratones, hembras y machos, se incluyeron también muestras de animales sujetos a ejercicio físico. Empezaron a registrar la abundancia de miRNAs basados en el contenido de guaninas. La proporción de guaninas en la fracción que está oxidada resultó más alta que las que no lo están.
Al final, la predicción se hizo con inteligencia artificial y como conclusión se determinó que los miRNAs van a adquirir una nueva identidad afectada por la oxidación: “Hasta el momento no estamos seguros si es parte de un evento fisiológico o está dirigido por algún mecanismo endógeno, pero se está explorando cuál es el efecto de ellos en el músculo esquelético”.
TRANSFORMANDO EXPERIENCIAS: NEUROBIOLOGÍA
DE LA ACTUALIZACIÓN DE LA MEMORIA, IMPLICACIONES
PARA LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER
El aprendizaje es la adquisición de información a través del sistema nervioso central, al consolidarse pasa de la memoria de corto plazo a la de largo plazo; es importante esta distinción porque no todas las experiencias se van a mantener por largos periodos de tiempo. Una vez que se logra tener esta última, puede ser modificada por algunos procedimientos.
La transformación de la memoria a largo plazo es muy útil para eventos patológicos como el estrés postraumático, la enfermedad de Alzheimer, así como, la depresión, ya que puede ser modificada y eventualmente transformada para disminuir este tipo de problemas. Así lo afirmó Federico Bermúdez Rattoni, investigador del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM.
Con ayuda de modelos animales, el equipo de investigadores a cargo del doctor Bermúdez, aplicaron la optogenética. Iniciaron con la administración rodopsina, que funciona como excitadora, en el Área Ventral Tegmental (DTA, por sus siglas en inglés) en donde se produce mayoritariamente la dopamina, muy importante como neurorregulador en el sistema nervioso; además de la manipulación del DTA, también realizaron este procedimiento con las terminales del hipocampo.
Al respecto confirmaron que estimulando el DTA se podía producir liberación de dopamina en las terminales en la corteza cerebral. Con estos resultados, ensayaron mediante el condicionamiento de preferencia de lugar; los animales que aprendieron la tarea a los que no se les dio la estimulación inhibitoria, extinguieron su memoria; en cambio, a los que sí se les aplicó estimulación retuvieron más fácilmente la información.
Una vez que obtuvieron los resultados del tratamiento, se les inyectó una opsina inhibitoria para estimular la corteza insular, de tal forma que se pudieran inhibir las proyecciones. Al momento de la fotoestimulación, los roedores aprendieron a ubicar su espacio, y a los 14 días manifestaron una preferencia excarcelaba por un determinado lugar, y en aquellos que fueron fotoinhibidos, disminuyó su preferencia. “La dopamina es la que interviene en estos cambios perceptuales, la información sensorial llega al cerebro y esta información, a través de la dopamina, aumenta la información sensorial”.
Además, existe otra área que también envía proyecciones importantes, el locus coeruleus, encargado de llevar información al hipocampo. Así, inyectaron construcción viral en el locus coeruleus para inhibir las terminales en el hipocampo, a partir del registro de la liberación de dopamina y noradrenalina se observó que las dos estaban inhibidas significativamente.
El cerebro de un paciente con Alzheimer tiene un aumento de la proteína beta-amiloide, la cual provoca un deterioro de la masa cerebral. Conductualmente se sabe que los animales tienen problemas para evocar la presentación de un estímulo novedoso cuando hay un cambio, al respecto, con la optoestimulación en el hipocampo de las terminales provenientes del locus coeruleus, es factible que se esté modificando el reconocimiento de los objetos y el de la plataforma donde fueron colocados los roedores, ésta es una buena respuesta.
