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Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han identificado el gen Smad2, un mediador de la plasticidad neural del cerebro, cuya alteración afecta al aprendizaje y la memoria y que podría ser una prometedora diana farmacológica para el desarrollo de compuestos que imiten los efectos beneficiosos del ejercicio físico en el organismo, como la mejora de la cognición, de ansiolíticos y de antidepresivos. Los resultados del estudio se han publicado en Journal of Neuroscience.
El gen Smad2 es un mediador de la plasticidad neural necesaria para que el cerebro adapte su estructura y su función a las circunstancias cambiantes
Los investigadores han hallado el gen en ratones. Smad2 tiene un papel como mediador de la plasticidad neural que se ha revelando determinante para la diferenciación y maduración de las neuronas del hipocampo. Los resultados de este trabajo indican que las alteraciones en su funcionamiento tienen un gran impacto en el aprendizaje y la memoria de los animales.
La identificación del gen es importante, puesto que la plasticidad neural permite al cerebro adaptar su estructura y su función a las circunstancias cambiantes, tanto del entorno como del medio interno del organismo. Se trata de un proceso crucial para el buen funcionamiento del cerebro y se ve afectado en muchas enfermedades neurológicas.
José Luis Trejo: “No se habían publicado trabajos que demostraran claramente el papel del gen Smad2 en la plasticidad del cerebro adulto”
“Muchos trabajos en los últimos años han revelado que la ruta de traducción de señal mediada por Smad2 es muy relevante durante el desarrollo prenatal y postnatal del cerebro. En cambio, no se habían publicado trabajos que demostraran claramente el papel de este gen en la plasticidad del cerebro adulto”, explica el investigador del CSIC, José Luis Trejo, del Instituto Cajal, que ha realizado el estudio junto a la Universidad de Sevilla y el Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB- CSIC).
El estudio tomó como punto de partida el análisis de los factores controlados más estrechamente por la actividad física de los sujetos. El trabajo contempla el ejercicio físico de los individuos como paradigma de un estilo de vida capaz de modular la plasticidad neural del cerebro y lo compara con sujetos sedentarios.
“Este aspecto es crucial para las terapias contra alteraciones de la memoria hipocampal y su control neurogénico”
“Hemos determinado que los cambios en el cerebro inducidos por el ejercicio están mediados por mecanismos epigenéticos, concretamente la metilación de Smad2”, explica Trejo. “Mediante experimentos de ganancia y pérdida de función de Smad2, hemos descrito cambios en el tamaño del árbol dendrítico de las neuronas en las que se modifica la expresión del gen, así como en la proliferación y la diferenciación de las nuevas neuronas que nacen en hipocampo adulto, lo que se conoce como neurogénesis adulta, que participa en el aprendizaje y la memoria, entre otras funciones”, añade.
Estos cambios en el cerebro sucedieron al mismo tiempo que se apreciaban modificaciones sustanciales en la capacidad de aprendizaje y en la memoria del ratón. Estos hallazgos muestran una posible diana farmacológica que imiten los efectos del ejercicio físico en el organismo. “Este aspecto es crucial para las terapias contra alteraciones de la memoria hipocampal y su control neurogénico”, concluye el investigador.
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