Celebrando las Neurociencias del 2014: expectantes para el 2015

A prácticamente un mes del inicio del 2015 y para la primera edición de este blog consideré apropiado darle el último adiós a las Neurociencias del 2014.  Con esto me refiero a recordar y resaltar algunos de los descubrimientos, acontecimientos y otros que marcaron avances en las Neurociencias durante el 2014, y que probablemente seguirán generando hallazgos y encabezados en este 2015 y años por venir.

Debo reconocer que una vez que decidí escribir acerca de todo un año de Neurociencias tuve un leve ataque de ansiedad. Una búsqueda en PubMed.gov, la página oficial de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos de América, con los términos “neuro” y “cerebro”, arrojó sobre 73,500 publicaciones. ¿Cómo determinar qué merece ser recordado? Al principio decidí basarme en las noticias neurocientíficas que he seguido y/o que hice ‘retweet’ a lo largo del 2014, pero me pareció insuficiente. Decidí entonces recurrir a otras tres fuentes a las que l@s invito a visitar. La primera se trata del Blog del Director del Instituto Nacional de Salud Mental de los Estados Unidos de América, el Dr. Thoman Insel; el segundo es un artículo publicado por Neurology Today una de las publicaciones oficiales de la Academia Americana de Neurología; y el tercero un artículo del Huffington Post. Sin mayor preámbulo aquí va lo mejor del 2014 en Neurociencias.

Modulación de circuitos neuronales

En el 2010 cuando iniciaba mi doctorado asistí a una plática del Profesor Gero Miesenböck (ahora en la Universidad de Oxford) acerca del procesamiento de información en el cerebro de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Mentiría si les dijera que no salí de esa plática con una total fascinación por su línea de investigación. Miesenböck y colegas utilizan una poderosa herramienta genética llamada optogenética mediante la cual neuronas pueden ser activadas con pulsos de luz (Miesenböck es uno de los pioneros en esta área). La activación mediante luz no es debido a que las moscas pueden ver el haz de luz. En uno de los experimentos más crudos e interesantes Miesenböck y colegas pudieron activar la actividad motora de moscas decapitadas ya que las neuronas motoras (responsables del movimiento) pudieron ser activadas mediante el haz de luz. (Les invito a ver la plática TED insertada debajo de esta sección). Aun cuando las herramientas de optogenética se han aplicado exitosamente incluso en modelos mamíferos, la activación de neuronas ha sido más exitosa que su inhibición. En el 2014 el laboratorio de Karl Deisseroth en la Universidad de Stanford reportó que con la introducción de mutaciones en el canal que produce la activación de neuronas mediante luz, pudieron refinar las técnicas de optogenética que permiten la inhibición neuronal. Con este avance es posible frenar la actividad neuronal y será una herramienta poderosa en futuras investigaciones. Adicionalmente, ahora nos estamos moviendo de la optogenética a la ‘quimogenética’. Este es un nuevo término (que no encontré otra forma traducirlo del Inglés “chemogenetics”) que describe la modulación selectiva mediante fármacos. Estas nuevas herramientas seguramente generarán encabezados en el 2015.

Creando, borrando y convirtiendo memorias.

Imaginen poder crear y borrar memorias con un haz de luz… esto es prácticamente una realidad, al menos en ratones. Mediante el uso de la optogenética (ver sección anterior), investigadores de la Universidad de California en San Diego pudieron hacer que una memoria aversiva generada con la administración de un shock eléctrico fuera olvidada, y posteriormente recordada nuevamente. Todo esto mediante la estimulación por luz. Además de que en sí este es un gran avance en la neurociencias, los investigadores lograron realizar estas manipulación utilizando los sustratos electrofisiológicos conocidos como potenciación a largo plazo (LTP por sus significado en Inglés, long term potentiation), y depresión a largo plazo (por long term depression) confirmando que estos correlatos electrofisiológicos en realidad forman las bases biológicas de la memoria. En otro estudio, investigadores del Massachusetts Institute of Technology no solamente lograron crear y borrar memorias, sino también convertirlas. Estos investigadores también utilizaron optogenética y con ello lograron convertir memorias positivas en memorias aversivas, y viceversa. Las aplicaciones de estos hallazgos aun aguardan muchos más estudios, pero es muy probable que encuentren aplicaciones clínicas en un futuro no muy lejano. Este año la optogenética de Miesenböck sí que nos trajo grandes avances en las neurociencias.

El GPS interno: Premio Nobel de Fisiología o Medicina

En el año 2014 las neurociencias fueron celebradas con el Premio Nobel en Fisiología o Medicina. La mitad del Premio se le otorgó al Profesor John O’Keefe de University College London, y la otra mitad se dividió entre los Profesores Edvard Moser y May-Britt Moser de la Norwegian University of Science and Technology. El premio ha sido popularmente descrito como el descubrimiento del GPS interno, es decir las neuronas que gobiernan la ubicación y memoria espacial. Les invito a leer el blog de Yave Lozano Navarro para mayor detalle.

‘ALS Ice Bucket Challenge’ y enfermedad de neurona motora

Probablemente la enfermedad que recibió mayor atención dentro de los medios, pero principalmente en las redes sociales fue la esclerosis lateral amiotrófica. El “ALS Ice Bucket Challenge” se convirtió en un fenómeno sin precedente en el 2014. Además de generar una infinidad de videos en YouTube, hacer ‘trend’ con #ALSIceBucketChallenge (o MNDIceBucketChallenge) en Twitter, también generó conciencia acerca de la enfermedad, y una generosa cantidad de donativos. El 2 de Septiembre de 2014 la BBC reportó que durante el período del 29 de Julio al 28 de Agosto de ese mismo año la Amyotrophic Lateral Sclerosis Association recibió donativos por 98.2 millones de dólares (un sustancial incremento en comparación con los 2.7 millones de dólares recibidos durante ese período en el 2013). La Motor Neuron Disease Association en el Reino Unido también recibió donativos 10 veces mayores en Agosto del 2014 en comparación con el 2013. Aun cuando algun@s han cuestionado el sentido, importancia y coherencia del reto, y aún más el destino de tales recursos, en mi humilde opinión estos donativos tendrán un gran impacto en lo que se refiere a avances en el entendimiento y tratamiento de las enfermedades de neurona motora. Hay que recordar que estas asociaciones apoyan investigación y desarrollo de políticas públicas relacionadas a la enfermedad. Próximamente estaré escribiendo en este espacio más detalles acerca del grupo de enfermedades de neurona motora y en especial cubriré una de las publicaciones del laboratorio donde realicé mi doctorado que ha estado modelando, en Drosophila, una de las variantes genéticas más prevalentemente asociadas con la esclerosis lateral amiotrófica.

¿Cuántas enfermedades de Alzheimer existen?

Continuando con las enfermedades del cerebro. Uno de los descubrimientos subrayados en Neurology Today fue el hallazgo de una proteína llamada TDP-43 (por su significado en Inglés TAR DNA-binding protein 43) en cerebros de pacientes con enfermedad de Alzheimer. La TDP-43 es comúnmente asociada con enfermedad de neurona motora y demencia frontotemporal. En el estudio patológico se halló que la deposición de esta proteína en los cerebros de pacientes que padecieron enfermedad de Alzheimer se asociaba con mayor deterioro cognitivo y mayor atrofia de la porción medial de lóbulo temporal. Aun no se conoce con certeza el significado de este hallazgo, pero deja en evidencia que aún nos falta mucho por entender en la enfermedad de Alzheimer, y que es posible que esta enfermedad como la conocemos hoy se trate de un conjunto de enfermedades con espectros clínicos similares, y no una sola enfermedad. Estaré reportándoles al respecto de esta y otras enfermedades neurodegenerativas en las siguientes ediciones.

La iniciativa BRAIN

En el 2014 se otorgaron los primeros estímulos económicos (becas) que marcarán el inicio de la iniciativa BRAIN (por su significado en Inglés, Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies), un esfuerzo de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos de América por dilucidar la complejidad del cerebro humano. Esta iniciativa ha sido comparada con el Proyecto de secuenciación del Genoma Humano y pretende mapear la actividad de todas las neuronas del cerebro humano. De manera interesante este proyecto está financiando con énfasis en el desarrollo tecnológico, para lo cual está conjuntando a científicos tanto de las tradicionales áreas biológicas, así como a físicos, matemáticos e ingenieros. Esta ambiciosa iniciativa tiene su paralelo Europeo llamado el Proyecto Cerebro Humano con objetivos similares. Se espera que ambos modelos ayuden a entender el funcionamiento del cerebro y con ello que sea más fácil poder tratar las enfermedades que afectan al órgano más complejo del cuerpo.

Algunas personas que me conocen dicen que soy de humor simple (probablemente es cierto), pero ya que hable del #ALSIceBucketChallenge, los dejo hasta la próxima edición con un video de los fallidos intentos por ser parte del ‘trend’ mas famoso del 2014. Hasta pronto.