La serotonina da forma a las señales de la memoria social

Cortesía de Ting Wu. Stanford University

POR ANGIE VOYLES ASKHAM

Fuente: Spectrum | 26/10/2021

Fotografía: Autism Spectrum

La activación de los receptores de serotonina en el tabique medial invierte los déficits de memoria social en un modelo de ratón de autismo

La activación de los receptores de serotonina en el tabique medial, una región a lo largo de la línea media del cerebro, invierte los déficits de memoria social en un modelo de ratón de autismo, según una nueva investigación.

Los resultados revelan un nuevo mecanismo por el que la serotonina determina la función social y sugieren que los efectos del mensajero químico pueden variar según la región del cerebro.

"Se trata de un estudio de gran envergadura", afirma Weizhe Hong, profesor asociado de neurobiología y química biológica de la Universidad de California en Los Ángeles, que no participó en el trabajo.

La memoria social -la capacidad de una persona para recordar a quién conoce y cómo- es un componente esencial del comportamiento social, y puede estar alterada en las personas con autismo. Una región del hipocampo llamada CA2 dorsal está relacionada con la memoria social, pero hasta ahora no estaba claro cómo las células de la región reciben información sobre los estímulos sociales.

La nueva investigación rastrea el origen hasta el tabique medial, que transmite las señales nerviosas al hipocampo, e identifica la serotonina como modulador de esas señales. La liberación de serotonina aumenta la sociabilidad en los ratones y está alterada en un modelo de ratón de autismo, según han demostrado estudios anteriores.

Dado que la serotonina se ha relacionado ahora con múltiples aspectos de la función social, "me parece que, si se está interesado en el autismo, éste debería ser un tema de interés", afirma el investigador principal, Robert Malenka, profesor de psiquiatría y ciencias del comportamiento de la Universidad de Stanford (California).

¿Te acuerdas de mí?

Malenka y sus colegas modificaron genéticamente a los ratones para que, tras inyectarles un compuesto, las neuronas activadas mostraran una fluorescencia roja en los cortes del cerebro observados al microscopio. A continuación, colocaron a los animales en una jaula vacía o en una con un ratón u objeto nuevo y, después de cada situación, contaron el número de células etiquetadas en regiones del cerebro que se sabe que envían señales a la CA2.

El carril de la memoria: La inhibición de la actividad neuronal en el tabique medial de los ratones (en rojo) impide que los animales recuerden qué ratones les son familiares y cuáles no./ Cortesía de Ting Wu / Universidad de Stanford

El equipo descubrió que las neuronas del tabique medial mostraban un pico de células fluorescentes rojas después de que un ratón modificado interactuara con otro, lo que sugería que se había formado una memoria social.

A continuación, utilizaron una estrategia denominada quimiogenética para modular la actividad de estas neuronas. Diseñaron un segundo grupo de ratones para que estas neuronas produjeran receptores de diseño, que se unen únicamente a un fármaco concreto. La inyección del fármaco en el tabique medial de los ratones inhibió la actividad de las neuronas e hizo que los animales perdieran su preferencia habitual por interactuar con un ratón nuevo en lugar de uno conocido.

Utilizando la misma estrategia quimiogenética, los investigadores dotaron a los ratones de receptores sensibles al fármaco que activan las mismas neuronas en lugar de inhibirlas. Los ratones de control conservaron los recuerdos sociales durante al menos 10 minutos tras ser separados de otro animal, pero no después de dos horas. Los ratones tratados con el fármaco activador, sin embargo, prefirieron a los nuevos ratones durante al menos 24 horas, lo que sugiere que el tratamiento prolongó su memoria social.

Las neuronas del tabique medial tienen receptores tanto para la serotonina como para la hormona oxitocina. Los investigadores descubrieron que la infusión en el tabique medial de un ratón de un fármaco que bloquea un tipo específico de receptor de serotonina disminuía la actividad de las neuronas de la región y deterioraba el rendimiento del animal en una tarea de memoria social. En cambio, la infusión de un fármaco que activa los receptores de serotonina mejoró la memoria social. Los fármacos que bloquean los receptores de oxitocina, por el contrario, no tuvieron ningún efecto.

"Todo encaja perfectamente", afirma Malenka.

A continuación, el equipo infundió el activador de la serotonina, llamado CP93129, en el tabique medial de ratones modificados para que carecieran de copias de los genes que codifican el NLGN 1, 2 y 3, implicados en el autismo. El equipo descubrió que el tratamiento mejoró la memoria social de los animales, pero no tuvo ningún efecto sobre su sociabilidad o sus déficits de memoria de objetos. Los resultados se publican este mes en Nature.

Conclusiones colaterales

Algunos investigadores no están convencidos de que el circuito recién identificado tenga una relación directa con el autismo.

"La falta de efectos de las manipulaciones serotoninérgicas del tabique medial sobre la sociabilidad de base parecería disminuir la relevancia de la vía CA2 del tabique medial en el autismo", dice George Anderson, científico investigador principal en psiquiatría infantil de la Universidad de Yale. "Una importante conclusión colateral del estudio es que el papel de la serotonina en el comportamiento social, y en otros comportamientos relevantes para el ámbito del autismo, es muy complejo".

Malenka y sus colegas están de acuerdo en que el trabajo pinta una imagen más complicada del papel de la serotonina en el cerebro. Por ejemplo, investigaciones anteriores del grupo demostraron que la liberación de serotonina en una región cerebral diferente, el núcleo accumbens, puede aumentar la motivación social de un ratón.

Esto demuestra "que no hay una única conclusión sobre lo que hace la serotonina", dice el investigador del estudio Xiaoting Wu, investigador postdoctoral en el laboratorio de Malenka. En cambio, el neurotransmisor parece estar "muy acoplado a la región del cerebro en la que se libera", dice. "Puede tener implicaciones no sólo para los déficits de motivación social, sino también para los déficits de memoria social cuando el sistema de serotonina está desregulado".

De cara al futuro, el equipo planea medir los niveles de expresión génica en las neuronas del septo medial que se proyectan a CA2 como una forma imparcial de identificar otros neuromoduladores que puedan influir en el comportamiento social.

Cite este artículo: https://doi.org/10.53053/IJIG7693

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