04 septiembre 2017

Olores y preferencias sociales: las raíces neuroquímicas de la atracción

Investigadores de la Universidad de California en San Diego (UCSD) han aislado dos moléculas de microARN que son responsables de mediar los cambios de neurotransmisores al pasar de la aversión a la atracción, y viceversa.

En las vastas manadas de ovejas que parecen virtualmente idénticas, el cachorrito perdido localiza a sus parientes. Los salmones nadan hacia las inmensas extensiones del mar y emigran de regreso a sus exóticas zonas de desove con una desconcertante precisión. Los científicos han sabido durante mucho tiempo acerca de tales apegos del parentesco animal, algunos conocidos como "impronta", pero los mecanismos subyacentes han estado escondidos en una caja negra a nivel celular y molecular. Ahora, los biólogos de la UCSD han desbloqueado elementos clave de estos misterios, con implicaciones para comprender la atracción social y la aversión en una serie de animales y seres humanos.

Davide Dulcis, del Departamento de Psiquiatría de la Facultad de Medicina de la UCSD, y Giordano Lippi, Darwin Berg, Nick Spitzer y sus colegas de la División de Ciencias Biológicas publicaron sus resultados en la edición en línea de la revista Neuron del 31 de agosto de 2017.

En una serie de estudios neurobiológicos que se remontan a ocho años, los investigadores examinaron larvas de ranas (renacuajos), que se sabe que nadan en grupo con miembros de la familia. Al centrar sus estudios en las pistas olfativas familiares (olores de parentesco), los investigadores lograron identificar los mecanismos por los cuales los renacuajos de dos a cuatro días elegían nadar con miembros de la familia en lugar de con miembros no familiares. Sus pruebas también revelaron que los renacuajos que estaban expuestos a olores formadores tempranos de aquellos fuera de su grupo familiar también estaban inclinados a nadar con el grupo que generaba el olor, ampliando su preferencia social más allá de su propio parentesco verdadero.

Los investigadores descubrieron que este cambio se basa en un proceso conocido como "cambio de neurotransmisores", un área de investigación del cerebro iniciada por Spitzer y más investigado por Dulcis en el contexto de los psicoestimulantes y el cerebro enfermo. El neurotransmisor dopamina se encontró en niveles altos durante la unión normal de parentesco familiar, pero cambió al neurotransmisor GABA en el caso de parentesco con olor artificial, o atracción "no parental".

"En las condiciones inversas hay un claro signo de cambio de neurotransmisores, por lo que ahora podemos ver que estos neurotransmisores están realmente controlando un comportamiento específico", dijo Dulcis, un profesor asociado. "Se puede imaginar lo importante que esto es para la preferencia social y el comportamiento. Tenemos respuestas innatas en las relaciones, enamorarnos y decidir si nos gusta alguien. Utilizamos una variedad de señales y estos odorantes pueden ser parte de la ecuación de preferencia social ".

Imagen confocal de un cerebro de renacuajo. Se observan neuronas dopaminérgicas (verdes), cuya actividad se ve aumentada durante el reconocimiento típico de parentesco, y neuronas GABAérgicas (rojas), elevadas en casos de parentesco social ampliado. La imagen de NeuroscienceNews.com se acredita a UCSD.
Los científicos llevaron el estudio a un nivel más profundo, tratando de encontrar cómo se desarrolla este mecanismo a nivel genético. La secuenciación ayudó a aislar dos microRNAs clave, moléculas implicadas en la coordinación de la expresión génica. Después de cientos de posibilidades, identificaron el microRNA-375 y el microRNA-200b como los reguladores clave que median la conmutación de neurotransmisores para la atracción y la aversión, afectando la expresión de genes conocidos como Pax6 y Bcl11b que en última instancia controlan el comportamiento de natación del renacuajo.

"Los microARN eran candidatos ideales para el trabajo", dijo Lippi, un científico del proyecto en el laboratorio de Berg en la Sección de Neurobiología de la División. "Son represores post-transcripcionales y pueden dirigirse a cientos de diferentes mRNAs para consolidar programas genéticos específicos y activar interruptores de desarrollo".

El estudio comenzó en 2009 y se profundizó en extensión y alcance a lo largo de los años. Los revisores del documento quedaron impresionados con la amplitud del proyecto, entre ellos uno que elogió a los autores "por este estudio heroico que es fascinante y completo".

"La interacción social, ya sea con las personas en el lugar de trabajo o con familiares y amigos, tiene muchos determinantes", dijo Spitzer, un distinguido profesor de la División de Ciencias Biológicas, la Atkinson Family Chair y co-director del Kavli Institute for Brain and Mind en UCSD. "Como seres humanos somos complicados y tenemos múltiples mecanismos para lograr la vinculación social, pero parece probable que este mecanismo para cambiar la preferencia social en respuesta a los estímulos olfativos contribuye en cierta medida".

Traducido de Neuroscience News (Proofreader: Rubén Carvajal Santana)

Además de Dulcis, Lippi, Berg y Spitzer, otros coautores del artículo fueron: Christiana Stark and Long Do.

Funding: The work was funded by the NIH/National Institute of Neurological Disorders and Stroke.
Source: Mario Aguilera – UCSD
Image Source: NeuroscienceNews.com images are credited to UCSD.

Referencia: Abstract for “Neurotransmitter Switching Regulated by miRNAs Controls Changes in Social Preference” by Davide Dulcis, Giordano Lippi, Christiana J. Stark, Long H. Do, Darwin K. Berg, and Nicholas C. Spitzer in Neuron. Published online August 31 2017 doi:10.1016/j.neuron.2017.08.023

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