Creación artística del mecanismo "vírico" de formación de recuerdos.
Credit: Chris Manfre. Universidad de Utah Health.
Un estudio llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Utah (UU) han revelado que la proteína llamada Arc (involucrada en la cognición y almacenamiento de recuerdos a largo plazo), tiene propiedades similares a las que utilizan los virus para infectar las células del huésped.
El neurocientífico Jason Shepherd, autor principal del estudio, junto con su equipo de investigación se dedicaron a estudiar esta proteína durante 15 años. Su trabajo previo había demostrado que los ratones que carecían de Arc olvidaron cosas que habían aprendido unas 24 horas antes, además de que sus cerebros carecían de plasticidad.
De tal modo que existe una ventana de tiempo temprano en la vida, en que el cerebro es como una esponja, que absorbe fácilmente nuevos conocimientos y habilidades, pero, sin la proteína Arc, esa ventana nunca se abre.
Sin embargo, no fue hasta que lograron capturar una imagen de la proteína en la cual se apreciaba que Arc se estaba ensamblando en estructuras grandes, por lo que se percataron de que estaban ante algo importante. La forma se asemejaba a una cápsula de un módulo de aterrizaje lunar, cuyas estructuras se parecían mucho al retrovirus del VIH.
Ante este fenómeno, los investigadores analizaron la secuencia de proteínas de una forma diferente, lo que los llevó a descubrir que las regiones del código eran similares a las de las cápsides virales, una herramienta esencial para la infección viral, las cápsides llevan la información genética del virus y la transmiten de una célula a otra en su víctima.
Partiendo de que Arc parece una proteína viral, los expertos diseñaron una serie de experimentos para probar si también actúa como tal. Primero, determinaron que varias copias de Arc se autoensamblan en cápsidas huecas similares a virus y guardan su propio material genético (en este caso ARNm) dentro de ellas. Cuando los científicos agregaron las cápsides a las células del cerebro del ratón, o neuronas, creciendo en un plato, Arc transfirió su carga genética a las células.
Después de que los virus invaden las células del huésped, emergen listos para infectar nuevamente. Parece que Arc funciona de manera similar. Los científicos observaron que Arc había sido liberado de las neuronas del ratón y determinaron que las proteínas y su carga podrían ser absorbidas por otro conjunto de neuronas. A diferencia de los virus, la activación de las neuronas moviliza Arc, lo que desencadena la liberación de cápsides.
"Entramos en esta línea de investigación sabiendo que Arc era especial en muchos aspectos, pero cuando descubrimos que Arc podía mediar en el transporte de ARN de célula a célula, nos quedamos sin palabras", explica el coautor del estudio, Elissa Pastuzyn, "ninguna otra proteína no viral conocida actúa de esta manera", agregó.
Con información de la Universidad de Utah y Nature Neuroscience