El lenguaje de las neuronas

El trabajo de David Gómez Varela se centra en los receptores de acetilcolina de las neuronas. La acetilcolina es una sustancia liberada por nuestras neuronas que sirve para la comunicación entre éstas, lo que se denomina un neurotransmisor.

Como explica el investigador mierense, “los receptores de acetilcolina, a los que también se une la nicotina procedente del tabaco, regulan un tipo de comunicación entre nuestras neuronas que determina los procesos de memoria y atención. De hecho, en la enfermedad de Alzheimer, uno de los primeros eventos moleculares que ocurren en el cerebro es la unión de la proteína Beta-amiloide a estos receptores de Acetilcolina, lo cual desemboca en la destrucción neuronal con el consiguiente déficit en atención y memoria”.

Por eso, apunta Gómez Varela, estos receptores son actualmente una diana terapéutica preferente, no sólo en el tratamiento de la adicción al tabaco, sino también en procesos patológicos en los que memoria y atención se ven alteradas. Pero antes es necesario conocer a fondo cómo funcionan los receptores de acetilcolina y en qué consisten las alteraciones de su función que se producen en estas patologías.

En esta dirección se enfoca la técnica que David Gómez Varela desarrolló, junto con su colega Tobias Köhl, durante su estancia en el Instituto Max Planck en Göttingen, Alemania, y que le ha permitido observar el movimiento de un solo receptor en el punto donde se produce la comunicación entre neuronas (sinapsis). “La técnica conjuga biología, microscopía y matemáticas, y nos permite observar, con una resolución de nanómetros (la millonésima parte del milímetro) y en una escala temporal de milisegundos, cómo un solo receptor entra en una sinapsis”, afirma el asturiano.

Entre los hallazgos que ha permitido este método se encuentra el itinerario que siguen los receptores de acetilcolina hacia la sinapsis. “La idea más generalizada es que los receptores neuronales llegan a la sinapsis viajando por el interior de la célula, pero gracias a esta nueva tecnología hemos podido observar por primera vez cómo se produce realmente, mediante un procedimiento conocido como mecanismo de difusión lateral”, señala el investigador. Esta difusión consiste en que los receptores se insertan en la membrana de la neurona fuera de la sinapsis y se transportan “rodando” sobre ella, un proceso mucho más rápido y efectivo a la hora de controlar la cantidad de receptores que se encuentran dentro de una sinapsis, y por tanto la eficiencia de la comunicación neuronal.

¿Por qué es importante conocer cómo se mueven los receptores? Si se obstaculiza este mecanismo de entrada de los receptores en la sinapsis, la comunicación entre las neuronas se ve alterada.

“Estamos comenzando a descubrir un nuevo escenario muchos más dinámico, con un mecanismo aún por explorar que influye en la comunicación entre neuronas y que probablemente afecta a la memoria y la atención. De hecho, recientemente se ha demostrado que durante el proceso de almacenamiento de información en las neuronas, la difusión de otro tipo de receptor, el de glutamato, está afectada”, resume Gómez Varela.

Y es que, cuando se desarrollan los instrumentos de observación y con ellos la capacidad de descubrir nuevas “piezas” implicadas en el funcionamiento de las neuronas, nacen nuevos universos para la investigación y se multiplican las posibilidades de comprender.

Es el planteamiento que ha guiado la dirección profesional de David Gómez Varela: tras haberse doctorado en el Departamento de Bioquímica de la Universidad de Oviedo, bajo la batuta de Francisco Barros y Pilar de la Peña; y de trabajar con Luis Ángel Pardo en el Departamento de Señalización Neuronal del Instituto Max Planck dirigido por Walter Stühmer, recibió una ayuda del PCTI del Principado para continuar su trabajo de investigación en la sección de Neurobiología de la Universidad de California, San Diego, donde trabaja hoy.