Después de detectar una amenaza, nuestro centro cerebral encargado de dar una respuesta, se pone a toda marcha, desencadenando una cadena de reacciones bioquímicas que conducen a la liberación de cortisol (hormonas relacionadas al estrés) por las glándulas suprarrenales.
Gil Levkowitz y su equipo del Departamento de Biología Celular Molecular del Weizmann, dieron a conocer un nuevo tipo de interruptor en el cerebro que regula la producción de una las principales señales bioquímicas del cerebro que, a su vez, estimula la liberación de cortisol en el cuerpo.
Este hallazgo puede ser relevante para la investigación de un número de desordenes neurológicos relacionados con el estrés.
Esta señal es la hormona liberadora de hormona adrenocorticotropa (CRH). La CRH se fabrica y almacena en neuronas especiales del hipotálamo. Dentro de esa pequeña región cerebral se detectan las amenazas, la información es procesada y las órdenes para entrar en el modo de respuesta al estrés son enviadas. Tan pronto como las neuronas que contienen CRH agotaron su suministro de la hormona, reciben la orden para producir más.
La investigación – en el pez cebra – se llevó a cabo en el laboratorio de Levkowitz y fue liderada por la Dra. Liat Amir-Zilberstein, junto con los Dres. Janna Blechman, Adriana Reuven, y Natalia Borodovsky, y Maayan Tahor. El equipo encontró que una proteína llamada Otp estaría involucrada en varias etapas de la producción de la CRH. Además de activar los genes que codifican la CRH, regula la producción de dos receptores diferentes en la superficie de las neuronas que reciben y relevan las señales de producción de la CRH (en términos prácticos, son interruptores de prendido y apagado).
El equipo encontró que, ambos receptores, están codificados en un solo gen. Para obtener dos receptores por uno, la Otp regula un proceso de edición genética (empalme alternativo), en el que algunos de los elementos de la secuencia codificada en un gen pueden ser “cortados y pegados” para hacer “enunciados” diferentes. En este caso, se generan dos variantes de un receptor llamado PAC1: la versión corta produce el receptor de prendido; la versión larga, que contiene una secuencia extra, codifica el receptor de apagado.
Los investigadores encontraron que a medida que la amenaza pasa y el suministro de la CRH es reabastecido, la relación entre los dos tipos de receptores PAC1 en la superficie de las neuronas, cambia, poco a poco, y pasa de ser en su mayoría de encendido a ser de apagado.
En colaboración con los Dres. Laure Bally-Cuif y William Norton, del Instituto de Neurobiología Alfred Fessard en el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de Francia, los investigadores demostraron que el bloqueo de la producción de la variante larga del receptor provoca un comportamiento similar a la ansiedad en el pez cebra.
Junto con los Dres. Alon Chen y Yehezkel Sztainberg del Departamento de Neurobiología, el equipo de Levkowitz encontró en ratones el mismo interruptor producido a través del empalmado alternativo. El hecho de que el mecanismo sea el mismo a lo largo de la evolución de peces y ratones, implica que un medio similar de regulación de la producción de la CRH existe en el cerebro humano.
Mecanismos defectuosos de control podrían jugar un papel en una serie de trastornos relacionados con el estrés. La acción del receptor PAC1 ha sido recientemente relacionada con trastornos de estrés post-traumático, así como con esquizofrenia y depresión. Fallos en el empalme alternativo también se asocian con la epilepsia, retraso mental, trastorno bipolar y el autismo
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