Investigadores de la Universidad de Tulane y del Centro de Estudios Avanzados del Dolor (CAPS) de la Universidad de Texas en Dallas, junto con un equipo de colegas de otras universidades, han descubierto un nuevo mecanismo de señalización neuronal que podría transformar nuestra comprensión del dolor y conducir a tratamientos más seguros y efectivos. El estudio, codirigido por Matthew Dalva, director del Instituto del Cerebro de Tulane, y Ted Price de la Universidad de Texas en Dallas, revela que las neuronas pueden liberar una enzima fuera de la célula que activa la señalización del dolor después de una lesión. El trabajo ofrece una nueva perspectiva sobre cómo las células cerebrales fortalecen sus conexiones durante el aprendizaje y la memoria.

Los investigadores descubrieron que las células nerviosas se comunican fuera de la célula mediante la enzima quinasa solitaria de vertebrados (VLK), que puede alterar las proteínas en el espacio interneuronal, afectando la forma en que estas células envían señales.

«Este hallazgo revoluciona nuestra comprensión fundamental de cómo se comunican las neuronas«, afirmó Dalva. «Hemos descubierto que una enzima liberada por las neuronas puede modificar proteínas en el exterior de otras células para activar la señalización del dolor, sin afectar el movimiento ni la sensibilidad normales».

El equipo descubrió que las neuronas activas liberan VLK, lo que potencia la función de un receptor involucrado en el dolor, el aprendizaje y la memoria. Cuando los científicos eliminaron la VLK de las neuronas sensibles al dolor en ratones, los animales no sintieron el dolor habitual después de la cirugía, pero aún se movían y percibían con normalidad. Añadir VLK adicional tuvo el efecto contrario, aumentando las respuestas al dolor.

«Este estudio llega a la esencia de cómo funciona la plasticidad sináptica: cómo evolucionan las conexiones entre neuronas», afirmó Price, coautor correspondiente del estudio. «Tiene amplias implicaciones para la neurociencia, especialmente para comprender cómo el dolor y el aprendizaje comparten mecanismos moleculares similares«. Dalva afirmó que los hallazgos apuntan a una forma más segura de influir en las vías del dolor al actuar sobre enzimas como VLK en lugar de bloquear directamente los receptores NMDA, que ayudan a regular la comunicación entre las células nerviosas, pero que pueden causar efectos secundarios graves cuando se interrumpen.

El hallazgo también proporciona uno de los primeros ejemplos de cómo controlar las interacciones entre las proteínas de la superficie celular fuera de la célula, lo que podría simplificar el desarrollo de fármacos y reducir los efectos no deseados, ya que el fármaco no entraría en la célula.

Investigadores descubren la enzima que podría cambiar cómo sentimos el dolor

Los próximos pasos son determinar si este es un mecanismo específico de unas pocas proteínas o si forma parte de un aspecto más amplio y poco apreciado de la biología. «De ser así, podría redefinir los enfoques terapéuticos para enfermedades neurológicas y de otro tipo», afirmó Dalva.

La investigación se realizó en colaboración con Dalva, Price y colegas del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en San Antonio, el Centro Oncológico MD Anderson de la Universidad de Texas, la Universidad de Houston, la Universidad de Princeton, la Universidad de Wisconsin-Madison, la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York y la Universidad Thomas Jefferson.

«Nuestros hallazgos solo fueron posibles gracias a este tipo de colaboración«, afirmó Dalva. «Al combinar la experiencia de Tulane en biología sináptica con la experiencia de nuestros colaboradores, pudimos revelar un mecanismo que tiene implicaciones no solo para el dolor, sino también para el aprendizaje y la memoria en diferentes especies».