Durant els primers estadis del desenvolupament es produeix un fenomen de poliinnervació en virtut del qual es creen un gran nombre de sinapsis. Posteriorment, els circuits neuronals requereixen un procés d’eliminació de l’excés de connectivitat per adquirir la completa funcionalitat. En un treball desenvolupat per l’equip del
Laboratori de Neurobiologia Cel•lular i Molecular de la Universitat de Barcelona
i de l’IDIBELL, publicat a la revista
Proceedings of National Academy of Sciences
(PNAS), es mostra com una proteïna segregada per la glia és un desencadenant per eliminar sinapsis en aquest procés. «L’eliminació de l’excés de contactes sinàptics té lloc en els estadis inicials de desenvolupament neuronal i és necessari per refinar la funció dels circuits neuronals», explica Artur Llobet, professor investigador de la Facultat de Medicina de la Universitat de Barcelona i de l’IDIBELL. Segons l’especialista, per adquirir una bona funcionalitat neuronal s’han de crear les connexions correctes, tant en nombre com en ubicació: «Un nombre més gran de sinapsis no sempre millora la funcionalitat. Per tant, conèixer els mecanismes, tant de creació com d’eliminació de sinapsis, pot ser útil per tractar malalties en què es dóna una mala connectivitat», apunta l’investigador. La proteïna SPARC (sigla en anglès de
proteïna secretada àcida i rica en cisteïna) s’ha identificat en aquest treball com un desencadenant en l’eliminació de sinapsis en el procés de poda sinàptica. Les neurones responen a la presència d’altes concentracions d’aquesta proteïna iniciant un procés autònom d’eliminació de sinapsis. Ara bé, la glia secreta moltes més molècules, i per tant, SPARC podria ser el primer component d’un grup més extens de proteïnes capaces d’iniciar el procés de poda sinàptica. «Aquesta recerca destaca el paper rellevant de la glia en el procés sinàptic, fins ara desconegut», conclou Llobet. L’equip del Laboratori de Neurobiologia Cel•lular i Molecular de la Universitat de Barcelona que encapçala el Dr. Llobet treballa amb un tipus de preparació en què es cultiven neurones individuals sense presència de glia. Per fer-ho, s’utilitzen gotes de col•lagen que formen unes microilles en una base d’agar. Les neurones creixen únicament en les zones de col•lagen, i quan només hi ha una neurona, aquesta acaba connectant-se amb ella mateixa. La neurona esdevé pre i post sinàptica a la vegada. «Un sistema neuronal tan controlat ens permet estudiar in vitro els factors glials de manera individual; ja que la connectivitat en aquest sistema és coneguda», explica Llobet. D’altra banda, també s’han dut a terme experiments amb un model in vivo de granota (Xenopus tropicalis) i s’ha vist que, en introduir la regió activa de la proteïna SPARC (el domini C-terminal) a la cua dels capgrossos, s’observa com aquests perden transitòriament la capacitat de nedar. Les imatges 3D obtingudes amb un microscopi LSM
(light sheet microscopy) mostren que les unions neuromusculars, concretament en el punt d’unió entre el múscul i la neurona motora, així com els axons de les motoneurones, es retrauen en afegir-hi la proteïna SPARC. Com que l’efecte és transitori, quan es recupera la innervació, els capgrossos recuperen el moviment espontani. Referència de l’article: López-Murcia, F. J.; Terni, B.; Llobet, A. «SPARC triggers a cell-autonomous program of synapse elimination». Proceedins of the National Academy of Sciences, octubre de 2015. DOI: 10.1073/pnas.1512202112