Investigación muestra cómo el sistema nervioso de un gusano se comunica de forma “inalámbrica”

Este mapeo neuronal podría ayudar a los científicos a entender cómo se regulan las emociones o estados mentales y afecciones neuropsiquiátricas generalizadas como los trastornos alimentarios o trastornos obsesivos compulsivos

Caenorhabditis Elegans
El gusano que estudiaron se llama C. elegans, un animal de cerca de 1 mm que vive en el suelo y que, pese a tener una anatomía muy simple, comparte muchas de las características biológicas esenciales que son problemas centrales de la biología humana.

Las conexiones inalámbricas ya son parte de nuestro día a día. Teléfonos, computadores o dispositivos inteligentes, todo se comunica sin necesidad de un solo cable ¿Imaginabas que el cerebro y el sistema nervioso son capaces de hacer lo mismo?

Así lo ha demostrado un estudio de colaboración internacional publicado recientemente en la revista Neuron. Usaron a un pequeño gusano muy popular en el mundo de la ciencia, llamado Caenorhabditis elegans –o C. elegans para los amigos–, para rastrear “señales inalámbricas” que demostraran la comunicación entre sus neuronas.

Entender el funcionamiento de este “conectoma sináptico”, lo que en palabras simples podemos definir como un mapa neuronal conectado inalámbricamente, podría entregar importante información sobre cómo se controlan las emociones y sobre ciertas condiciones neuropsiquiátricas.

Señal en forma de molécula

¿Cómo funciona este sistema de conexión sin cables? Gracias a unas pequeñas pero importantísimas moléculas llamadas neuropéptidos, que no son nada más ni nada menos que proteínas pequeñas.

El artículo detalla que estas “permiten la comunicación entre neuronas que no están inmediatamente próximas, por lo que sus redes pueden considerarse un conectoma inalámbrico, es decir, un mapa de las neuronas que componen el cerebro de un organismo y de los circuitos detallados de las vías neuronales dentro de él”.

Sinapsis neuronal
Las neuronas también se comunican a través de sinapsis, un proceso de transmisión de señales eléctricas o químicas que permiten nuestro funcionamiento, para poder sentir, pensar y actuar.

Podríamos entenderlo así: el cuerpo de este gusano sería como una ciudad llena de 302 edificios (total de neuronas de C.Elegans). Ahora, estas pequeñas moléculas llamadas neuropéptidos son como mensajes especiales que viajan entre estos edificios.

El mapa que crearon es como un plano detallado que nos muestra exactamente en qué edificios están estas moléculas y dónde se encuentran las puertas (receptores) que las reciben.

Un papel crucial en las respuestas biológicas

Muchas de las funciones vitales que ocurren en nuestro cuerpo se dan gracias a estas señales inalámbricas conocidas como neuropéptidos.

Respuestas como el estado de ánimo, comportamiento sexual, aprendizaje, memoria, regulación del sueño o respuesta a drogas. Todas ellas son resultado de una interacción de estas moléculas con receptores en el sistema nervioso, pero no solo eso, porque las conexiones pueden viajar a “otros barrios” más lejanos.

Un ejemplo es la oxitocina, un neuropéptido que actúa en varios circuitos del cerebro que afectan el vínculo entre padres e hijos, pero también provoca la contracción de los músculos del útero durante el parto.

Las neuronas son capaces de sintetizar tanto a las moléculas señal como aquellas que recibirán esa señal (receptores), creando así una gran red neuronal esencial para el funcionamiento cerebral.

En un comunicado de prensa publicado por la Universidad Católica de Lovaina, una de las instituciones participantes del estudio, la investigadora Isabel Beets explica que “no sólo hemos averiguado qué neuropéptidos actúan en qué parte del sistema nervioso del animal, sino que hemos descubierto que la red es compleja, pero está claramente organizada, con un circuito de procesamiento de la información en su interior”.

Abriendo puertas a la investigación médica

Aunque el modelo de gusano podría parecer demasiado sencillo, el grupo de investigación de este estudio es entusiasta – aunque cauteloso– al declarar podría ser de gran ayuda para comprender a organismos más grandes, como los humanos.

“El sistema nervioso del gusano es anatómicamente pequeño, pero a nivel molecular sus sistemas de neuropéptidos son altamente complejos, mostrando paralelismos significativos con animales más grandes”.

Lidia Ripoll-Sánchez, investigadora del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica de Cambridge, Reino Unido.

La profesora Isabel Beets asegura que este nuevo “mapa inalámbrico” es un “paso adelante en la comprensión del funcionamiento de los cerebros y los sistemas nerviosos, y este mayor conocimiento puede conducir al desarrollo futuro de terapias específicas para una serie de afecciones”.

Referencia de la noticia:
Beet, I.,Sven, Z., Vandewyer, E., et all. System-wide mapping of peptide-GPCR interactions in C. elegans. Neuron (2023).