Potenciar el metabolisme de la glucosa és un procés clau per al creixement de les neurones
Potenciar la transformació de molècules de glucosa en lípids en les neurones és un factor essencial per al desenvolupament de les xarxes neuronals, segons assenyala un nou estudi publicat a The EMBO Journal, la publicació de lʼOrganització Europea de Biologia Molecular, que ha dirigit el professor Francesc Xavier Soriano, de la Facultat de Biologia i de lʼInstitut de Neurociències de la UB (UBNeuro). També han participat en la recerca els professors Manuel Reina (Facultat de Biologia UB) i Ofelia M. Martínez (Facultat de Biologia UB i Institut de Biomedicina de la UB, IBUB), entre altres experts.
Potenciar la transformació de molècules de glucosa en lípids en les neurones és un factor essencial per al desenvolupament de les xarxes neuronals, segons assenyala un nou estudi publicat a The EMBO Journal, la publicació de lʼOrganització Europea de Biologia Molecular, que ha dirigit el professor Francesc Xavier Soriano, de la Facultat de Biologia i de lʼInstitut de Neurociències de la UB (UBNeuro). També han participat en la recerca els professors Manuel Reina (Facultat de Biologia UB) i Ofelia M. Martínez (Facultat de Biologia UB i Institut de Biomedicina de la UB, IBUB), entre altres experts.
La neurona és una cèl·lula especialitzada en la transmissió de lʼestímul nerviós que està constituïda pel soma (el cos cel·lular) i una sèrie de ramificacions (dendrites i àxons). El desenvolupament dels àxons i les dendrites permet dʼestablir les xarxes neuronals, un procés que determina les capacitats cognitives de cada individu. De fet, lʼalteració del desenvolupament dendrític és la principal característica anatòmica en quadres clínics de retard mental.
Més síntesi de lípids per expandir la membrana neuronal
Tal com explica el professor Francesc X. Soriano, del Departament de Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia, «la comunicació entre neurones és un dels factors principals que regulen el creixement dʼàxons i dendrites. Per produir aquest creixement, cal induir una sèrie de canvis en el citoesquelet i augmentar els components lipídics per estendre la superfície de la membrana neuronal».
«Tot i que es coneix amb força detall els canvis que es produeixen en el citoesquelet —continua Soriano—, fins ara no hi havia prou informació sobre quins canvis metabòlics es produeixen en la neurona per poder sintetitzar els lípids necessaris i estendre així la membrana cel·lular».
Descobrir que lʼaugment del metabolisme de la glucosa és fonamental per al creixement dʼàxons i dendrites és la contribució científica més destacada de lʼinvestigador Marc Segarra (UB-UBNeuro) —primer autor de lʼestudi— en col·laboració amb experts del grup Celltec UB i de la Universitat Autònoma de Madrid. «Aquest procés és fonamental perquè una part dʼaquesta glucosa es destina a la síntesi de lípids que permeten expandir la superfície de la membrana neuronal», detalla Segarra, que també és membre de Celltec UB.
Estratègies per potenciar el metabolisme glucídic en neurones
Lʼequip científic també ha determinat el mecanisme molecular que potencia la captació i el metabolisme de la glucosa en la comunicació sinàptica entre neurones. Segons el nou estudi, està regulat per lʼexpressió gènica del transportador de glucosa Glut3 —a través de la proteïna CREB— i de gens limitants del metabolisme de la glucosa mitjançant la participació del factor induïble per hipòxia 1 (HIF‐1α).
Tal com apunten els autors, «la manipulació farmacològica i genètica del metabolisme de la glucosa en neurones —tant in vitro com in vivo— afecta la morfologia neuronal. Així doncs, la descoberta presentada a The EMBO Journal podria obrir noves vies terapèutiques per tractar trastorns relacionats amb el desenvolupament cerebral».
El nou estudi ha rebut finançament del Ministeri dʼEconomia, Indústria i Competitivitat (MINECO), el Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER), la Fundació Ramón Areces i la Fundació Tatiana Pérez de Guzmán el Bueno.
Referència de lʼarticle:
Segarra-Mondejar, M.; Casellas-Díaz, S.; Ramiro-Pareta, M.; Müller-Sánchez, C.; Martorell-Riera, A.; Hermelo, I.; Reina, M.; Aragonés, J.; Martínez-Estrada, O. M.; Soriano, F. X. «Synaptic activity-induced glycolysis facilitates membrane lipid provision and neurite outgrowth». The EMBO Journal, abril de 2018. doi: 10.15252/embj.201797368