Medicina

Hallazgo sobre el orígen y la evolución del sistema nervioso

(NC&T/UB) Las neurotrofinas, descubiertas en los años 50 por Rita Levi-Montalcini (Premio Nobel de Medicina 1986) son factores neurotróficos, es decir, moléculas que modulan el proceso de diferenciación, maduración, regeneración, diferenciación, y muerte neuronal.

La actividad biológica de las neurotrofinas es posible gracias a los receptores específicos Trk, con la actividad tirosinaquinasa. Una vez activados, los receptores dan lugar a una cascada de señalización intracelular, que culmina en la expresión de determinados genes como respuesta a la neurotrofina.

Los receptores de neurotrofinas se conocen desde finales de la década de los años 80. Ahora, un equipo científico liderado por la Universitat de Barcelona ha identificado el gen del receptor Trk -el AmphiTrk- en el genoma del anfioxo (Branchiostoma floridae), un organismo invertebrado de forma fusiforme, con una estructura y simetría similares a las de un pez, pero sin vértebras ni sistema nervioso complejo. Además, el anfioxo está dotado de un genoma arquetípico previo a las duplicaciones genéticas surgidas durante la evolución de los vertebrados. Este descubrimiento es obra del equipo de Jordi García-Fernández y Elia Benito-Gutiérrez del Departamento de Genética de la UB y de Christian Nake, Marta Llovera y Joan X. Comella de la Facultad de Medicina de la Universitat de Lleida.

Del descubrimiento se hizo eco hace días la revista Development, y también la sección semanal del Science Signal Transduction Knowledge, dentro del portal informativo de la revista científica Science. También es una de las noticias recogidas por "Faculty of 1000", un portal sobre el mundo de la investigación en biología, que recoge los artículos de más interés avalados por más de 1.000 investigadores de prestigio en todo el mundo.

Hasta la actualidad, no había resultados positivos en la búsqueda de receptores Trk en el genoma de la mosca Drosophila melanogaster y el gusano nematodo Caenorhabdits elegans, dos modelos de estudio en genética de invertebrados. Todo indicaba que el origen de los receptores Trk estaba ligado a la evolución de los primeros vertebrados. Ahora, los autores del trabajo afirman que los receptores Trk se originaron hace unos 550 millones de años, antes de la separación entre vertebrados y cefalocordados. Probablemente, la aparición de este nuevo gen se debió a la mezcla de fragmentos de otros genes ya existentes en otros invertebrados, mediante el mecanismo denominado "barajamiento de exones".

Según los expertos, el AmphiTrk se expresa en el proceso de embriogénesis del anfixo en neuronas sensoriales migratorias en la epidermis y en el sistema nervioso central adulto. Después de más de 500 millones de años de evolución, los análisis filogenéticos revelan que el AmphiTrk presenta una alta homología tanto a nivel de secuencia genética como de actividad funcional con los tres receptores Trk de los vertebrados. La duplicación, divergencia y cambios sutiles del sistema neurotrofinas/Trk, según los autores de la investigación, sería una de las bases genéticas de un aspecto que es la clave en la evolución de los vertebrados: el incremento en complejidad del sistema nervioso, y la aparición de funciones neuronales tan complejas como la memoria, la inteligencia o la agresividad en los linajes de los vertebrados.

Además, el uso terapéutico de las neurotrofinas en enfermedades neurodegenerativas -por ejemplo, la esclerosis lateral amiotrófica- abre nuevas esperanzas en el presente y futuro de la biomedicina. El sistema neurotrófico primitivo del anfioxo puede abrir nuevas líneas de investigación con objetivos más aplicados que, muy probablemente, podrían culminar a largo plazo en la utilización terapéutica de la neurotrofina del anfioxo, primitiva y ancestral, y por ello, potente y de amplio espectro. El trabajo, llevado a cabo mayoritariamente en la UB, se inició gracias a una ayuda de la Fundació La Marató de TV3 a los investigadores Jordi García-Fernández (UB) y Joan X. Comella (UdL), galardonados también con la distinción de la Generalitat de Catalunya para la Promoción de la Investigación Universitaria.

El profesor Jordi García-Fernández es director del Laboratorio Anfiox/EvoDevo en el Departamento de Genética de la UB, grupo en el cual está integrada la investigadora Elia Benito-Gutiérrez. El grupo está centrado en líneas de investigación sobre el EvoDevo (Evolución y Desarrollo) que estudia la evolución morfológica y funcional de los organismos a partir de los genes del desarrollo, con diversas líneas sobre el origen y la evolución de los complejos Hox i ParaHox, el origen de los vertebrados, y los campos afines a la genética y la biología del desarrollo.


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