CIENCIA › DAMIáN REFOJO, INVESTIGADOR EN NEUROBIOLOGíA

La supercomputadora

Refojo investiga el funcionamiento del cerebro, el desempeño de las conexiones neuronales en patologías como el Alzheimer, el Parkinson y la ansiedad. La proteína Nedd8 y sus efectos.

 Por Pablo Esteban

El cerebro funciona como una compleja computadora que tiene sus cables, sus vehículos, su hardware y su software. Una máquina que almacena y procesa una innumerable cantidad de datos que viajan por intermedio de un sistema integrado de conexiones –un conjunto de autopistas y accesos– que facilitan que la comunicación sea rápida y eficaz. En este sentido, si bien su estructura se repite en todos los seres humanos por igual, las experiencias particulares de cada quien configuran ejemplares con características específicas y únicas. De aquí, la belleza de lo inexplicable. Damián Refojo es médico egresado de la Universidad de Buenos Aires. Además realizó un Doctorado en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA), y un Posdoctorado en el Instituto Max Planck de Psiquiatría (Munich). En 2008 ganó el concurso Max Planck Junior Group organizado por la Sociedad Max Planck, el MinCyT, el Conicet y la Fundación Volskswagen para pasar un período de trabajo de investigación en Alemania y luego regresar al país con el objetivo de desarrollar sus experiencias en el ámbito local. Ha estudiado los mecanismos del desarrollo neuronal y enfermedades como la ansiedad y la depresión. En la actualidad, lidera un equipo especializado en neurobiología molecular desde el Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires (IBioBA) radicado en el Polo Científico-Tecnológico ubicado en Palermo. En esta edición, narra cómo se produce el proceso comunicacional –esto es, el intercambio de mensajes entre agentes emisores y receptores– en los insondables senderos que constituyen el sistema nervioso de los seres humanos.

–Si tuviera que explicarme qué estudia la neurobiología, ¿qué me diría?

–En principio, la neurobiología busca entender cómo funciona el cerebro y a través de ello analizar todas sus actividades, vinculadas con aspectos tales como el aprendizaje, la memoria, el comportamiento, la conciencia. Además, comprende el estudio de las patologías asociadas y, en efecto, intenta identificar qué procesos se desarrollan para que un cerebro enferme. Quizás esto último involucre la rama más interesante de las que conforman el corpus teórico del campo, aunque, sin embargo, es de la que menos conocemos hoy en día. En este marco, nos interesa saber de qué manera un pequeño proceso molecular al interior de una subestructura celular puede influir en el funcionamiento de una neurona, luego en las actividades de circuitos neurales de las que esas neuronas forman parte y, por último, conocer el modo en que dichos mecanismos repercuten en los aprendizajes, las conductas.

–¿Cómo se comunican las neuronas? Cuénteme en qué consiste el proceso de sinapsis.

–El cerebro es un complejo entramado de elementos simples y únicos, las neuronas, que se comunican a través de uniones llamadas sinapsis. Una prolongación especial de la neurona llamada axón libera un neurotransmisor –una sustancia química– que le comunica a la siguiente neurona esencialmente dos mensajes: “debes excitarte” y/o “debes inhibirte”. Ello permite que todo ese enorme cableado desarrolle flujos de información o los enlentezca. Además, el proceso de intercambio de datos involucra la activación de conjuntos específicos o “engramas” de neuronas que el cerebro usa para codificar la información que necesita almacenar, procesar o incluso eliminar.

–Funciona como una computadora...

–Exacto. El cerebro es una gran supercomputadora moldeada y desarrollada durante años, pues, tiene sus cables, sus sistemas de procesamiento y sus vehículos. Las neuronas son esos vehículos, pero al mismo tiempo forman parte del hardware que procesa los estímulos, elabora respuestas, toma información del pasado y recuerda.

–Desde esta perspectiva, ¿en todos los seres humanos la supercomputadora funciona del mismo modo?

–Todos los seres humanos tienen esencialmente el mismo hardware y el mismo software, pero dependiendo de la información que cada individuo fue guardando a lo largo de su vida, la maquina adquirirá rasgos tan particulares hasta convertirla en un ejemplar único. Tan simple, bello e incomprensible como ello.

–En este marco, ¿de qué manera los procesos de socialización –la interacción del individuo con diversos contextos– participan del procesamiento de la información que se pasea por el cerebro? ¿Qué ocurre con esa información cuando el cerebro enferma?

–Te lo voy a contestar con un ejemplo. Cuando nosotros analizamos enfermedades psiquiátricas como la ansiedad y la depresión, el factor estrés se torna central. Cuando el estrés –puede definirse como una mala adaptación del individuo a su ambiente– se perpetúa en el tiempo, emerge la enfermedad. No siempre sucede con todos los individuos de igual modo, pero hay un patrón que asocia los altos niveles de estrés crónico a este tipo de enfermedades. Desde aquí, el contexto y lo social, por supuesto, son clave para comprender muchas de estas patologías.

–Le preguntaba porque, en general, se explican los efectos de las enfermedades psiquiátricas desde visiones muy esquemáticas. O bien se las concibe desde un enfoque de corte médico o bien se las describe a partir de circunstancias meramente sociales. Por ejemplo, con el autismo, sucede en esa línea...

–Tal vez se pueda ensayar una visión muy esquemática de la neurobiología entre aquellos procesos fisiológicos que suceden con normalidad –en los que se estudian neuronas, circuitos, estructuras cerebrales, etc.– y lo que ocurre en presencia de alguna patología. En este sentido, cuando uno estudia enfermedades, no se analizan neuronas, estructuras ni cerebros; más bien, se aborda un complejo integral: los pacientes. Desde aquí, en el autismo, la esquizofrenia o bien en enfermedades neurodegenerativas resulta imposible discriminar y realizar una correcta evaluación de la dimensión de esas patologías si no se tienen en cuenta los aspectos sociales, interpersonales, etc.

–Leí en un paper que su último trabajo se vincula con el descubrimiento de la proteína Nedd8. Desde esta perspectiva, ¿qué es la nedilación?

–Para explicarlo, debo comenzar por detallar un paso previo.

–Adelante...

–Todas las células tienen lo que se denomina vía de traducción de señales, es decir, pequeñas moléculas que funcionan como etiquetas que se les “pegan” a las proteínas y permiten la emisión de mensajes. La célula es una estructura dinámica en permanente contacto con el medio ambiente, de modo que ante la recepción de información debe responder a diversos tipos de estímulos.

–Tengo entendido que la mayor cantidad de los receptores se ubican en la región de la membrana celular...

–Exacto. De modo que la célula recibe las señales que modifican receptores en la membrana y que se traducen hacia su interior en forma de nuevas “etiquetas” que se “pegan” a nuevas proteínas y así sucesivamente como una cascada de modificaciones moleculares dentro de la célula. Ahora bien, ¿qué explica este proceso? En pocas palabras, el pegado de las pequeñas moléculas o etiquetas ocasiona modificaciones en la función, la estructura y la localización de las proteínas. En este sentido, nosotros descubrimos que Nedd8 funciona, también, como una vía de traducción de señales y es fundamental para el desarrollo de los axones (que liberan los neurotransmisores) y la formación y el mantenimiento de las sinapsis. Observamos que cuando se inactiva Nedd8, las neuronas no desarrollan sinapsis y las que ya desarrollaron sinapsis las empiezan a perder.

–¿Esa inactivación de la proteína Nedd8 se evidencia en alguna patología?

–Aunque se sabe que cumple funciones muy importantes en células tumorales, no se han encontrado genes de la vía de señalización de Nedd8 asociados a enfermedades cerebrales. Hasta el momento no hemos estudiado su posible relación con patologías cerebrales aunque esto no será sencillo porque no es tan fácil saber bien dónde buscar.

–Me interesa, ¿en qué sentido?

–Para ser sincero aún no sabemos cómo funcionan muchas de las patologías del sistema nervioso. Es decir, no está totalmente probado cómo son los mecanismos moleculares cerebrales en la generación y el desarrollo de enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson, la depresión, la ansiedad o la esquizofrenia. Porque para comprenderlos mejor necesitaríamos estudiar un cerebro humano y eso no es posible. Los animales que se utilizan en los laboratorios no desarrollan ninguna de estas patologías y la inmensa mayoría de los estudios se hacen en roedores. Por lo tanto, si bien hemos avanzado bastante lo hemos hecho gracias a modelos, a veces, muy artificiales.

–Si ustedes, los científicos, no consiguen describir con claridad cómo son los mecanismos en un cerebro enfermo, ¿de qué manera se producen los medicamentos destinados a regular estas patologías?

–La inmensa mayoría de los medicamentos para la depresión, por ejemplo, son derivaciones de drogas antituberculosas o antihistamínicas que surgieron en la década de 1950. Por aquella época, cuando se suministraban los remedios advirtieron que los pacientes mejoraban el humor y así aparecieron en la escena pública los primeros antidepresivos. Por supuesto, tienen una implicancia en el sistema neurológico –son inhibidores de la recaptación de serotonina o inhibidores de la recaptación de noradrenalina– pero a ciencia cierta no sabemos explicar bien qué es lo que hacen. Es decir, actuamos por asociaciones que no siempre implican causalidades.

–¿Qué implica esta última afirmación? ¿Me podría brindar algún ejemplo que explicite más su postura?

–Por ejemplo, respecto de los pacientes con Alzheimer sabemos que tienen placas, es decir, depósitos de proteínas que se acumulan en el cerebro. Ahora bien, hay individuos que presentan toda la sintomatología clásica de la enfermedad y no tienen placas, y a la inversa hay pacientes que sí las tienen y no desarrollan la enfermedad. Hay un problema –casi epistemológico– relacionado con las patologías que tiene que ver con que el cerebro es humano y para estudiarlo contamos con un problema de accesibilidad. Utilizamos modelos que se acercan pero estamos lejos de la perfección, más allá de nuestra rigurosidad. Pienso que para comprender mejor cómo se desarrollan las patologías es necesario conocer mejor cómo funcionan las neuronas normalmente.

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Imagen: Sandra Cartasso
 
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