Potenciar el metabolisme de la glucosa és un procés clau per al creixement de les neurones

Potenciar la transformació de molècules de glucosa en lípids en les neurones és un factor essencial per al desenvolupament de les xarxes neuronals, segons assenyala un nou estudi publicat a The EMBO Journal, la publicació de l’Organització Europea de Biologia Molecular, que ha dirigit el professor Francesc Xavier Soriano, de la Facultat de Biologia i de l’Institut de Neurociències de la UB. També han participat en la recerca els professors Manuel Reina (Facultat de Biologia UB) i Ofelia M. Martínez (Facultat de Biologia UB i Institut de Biomedicina de la UB), entre altres experts.

La neurona és una cèl·lula especialitzada en la transmissió de l’estímul nerviós que està constituïda pel soma (el cos cel·lular) i una sèrie de ramificacions (dendrites i àxons). El desenvolupament dels àxons i les dendrites permet d’establir les xarxes neuronals,  un procés que determina les capacitats cognitives de cada individu. De fet, l’alteració del desenvolupament dendrític és la principal característica anatòmica en quadres clínics de retard mental.

Més síntesi de lípids per expandir la membrana neuronal

Tal com explica el professor Francesc X. Soriano, del Departament de Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia, «la comunicació entre neurones és un dels factors principals que regulen el creixement d’àxons i dendrites. Per produir aquest creixement, cal induir una sèrie de canvis en el citoesquelet i augmentar els components lipídics per estendre la superfície de la membrana neuronal».

La nova descoberta podria obrir noves vies terapèutiques per tractar trastorns relacionats amb el desenvolupament cerebral.

«Tot i que es coneix amb força detall els canvis que es produeixen en el citoesquelet —continua Soriano—, fins ara no hi havia prou informació sobre quins canvis metabòlics es produeixen en la neurona per poder sintetitzar els lípids necessaris i estendre així la membrana cel·lular».

Descobrir que l’augment del metabolisme de la glucosa és fonamental per al creixement d’àxons i dendrites és la contribució científica més destacada de l’investigador Marc Segarra (UB-UBNeuro) —primer autor de l’estudi— en col·laboració amb experts del grup Celltec UB i de la Universitat Autònoma de Madrid. «Aquest procés és fonamental perquè una part d’aquesta glucosa es destina a la síntesi de lípids que permeten expandir la superfície de la membrana neuronal», detalla Segarra, que també és membre de Celltec UB.

Estratègies per potenciar el metabolisme glucídic en neurones

L’equip científic també ha determinat el mecanisme molecular que potencia la captació i el metabolisme de la glucosa en la comunicació sinàptica entre neurones. Segons el nou estudi, està regulat per l’expressió gènica del transportador de glucosa Glut3 —a través de la proteïna CREB— i de gens limitants del metabolisme de la glucosa mitjançant la participació del factor induïble per hipòxia 1 (HIF‐1α).

Tal com apunten els autors, «la manipulació farmacològica i genètica del metabolisme de la glucosa en neurones —tant in vitro com in vivo— afecta la morfologia neuronal. Així doncs, la descoberta presentada a The EMBO Journal podria obrir noves vies terapèutiques per tractar trastorns relacionats amb el desenvolupament cerebral».

El nou estudi ha rebut finançament del Ministeri d’Economia, Indústria i Competitivitat (MINECO), el Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER), la Fundació Ramón Areces i la Fundació Tatiana Pérez de Guzmán el Bueno.

Referència de l’article:

Segarra-Mondejar, M.; Casellas-Díaz, S.; Ramiro-Pareta, M.; Müller-Sánchez, C.; Martorell-Riera, A.; Hermelo, I.; Reina, M.; Aragonés, J.; Martínez-Estrada, O. M.; Soriano, F. X. «Synaptic activity-induced glycolysis facilitates membrane lipid provision and neurite outgrowth». The EMBO Journal, abril de 2018. doi: 10.15252/embj.201797368