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Un descubrimiento inesperado lleva a una mejor comprensión de la migraña

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Según un estudio internacional dirigido por científicos de la Universidad de Utah, una generación masiva de glutamato, un neurotransmisor clave, que surgiría en el cerebro, podría ayudar a explicar el inicio de la migraña con aura -y potencialmente una amplia gama de enfermedades neurológicas, incluyendo apoplejías y lesiones cerebrales traumáticas-.

El estudio, que se llevó a cabo en ratones de laboratorio, encontró que una liberación anormal de glutamato en el espacio extracelular -el área entre las células cerebrales- puede desencadenar despolarizaciones generalizadas, olas de actividad parecidas a un tsunami que se extienden por el cerebro en la migraña y otros trastornos del sistema nervioso.

“Esto es algo nuevo bajo el sol”, dice K.C. Brennan, profesor de neurología de la U of U Health y coautor del estudio (con la Dra. Daniela Pietrobon de la Universidad de Padua en Italia). “Estaríamos ante un mecanismo completamente nuevo de la migraña, y sería una buena apuesta afirmar que tiene un papel en otras enfermedades del sistema nervioso”.

El estudio apareció en la revista Neuron. Además de los científicos de la U of U Health y de Padua, contribuyeron a este trabajo investigadores de la Universidad de Nuevo México y de la Universita Politecnica delle Marche en Italia.

Como muchos descubrimientos, este fue un poco casual. El autor principal, Patrick Parker,  entonces un estudiante graduado en el laboratorio de Brennan, estaba estudiando las anormalidades en la señalización del glutamato en ratones portadores de un gen humano que lleva a una condición llamada FHM2 (familial hemiplegic migraine type 2).

El glutamato es un neurotransmisor esencial que se libera como una señal entre las células nerviosas. Pero demasiado glutamato puede sobreexcitar las células y dañarlas, por lo que el cerebro ha desarrollado formas de limitar sus efectos.

Trabajos anteriores en Italia encontraron que la mutación FHM2 reduce la tasa de eliminación de glutamato del espacio extracelular, lo que conduce a una actividad excesiva de las redes cerebrales. Pero lo que Parker y su equipo encontraron en este estudio actual fue sorprendente: grandes penachos, o bocanadas de liberación de glutamato, que aparecieron espontáneamente y parecían propagarse desde un lugar central.

“Todo lo que había leído sobre la señalización neural del glutamato me decía que eso no debería estar ahí”, dice Parker. “No fue exactamente un momento ‘eureka’. Más bien, ‘¿Qué diablos fue eso?'”.

Intrigados, los investigadores profundizaron más, descubriendo que los penachos surgían de una interacción disfuncional entre las neuronas y los astrocitos. Los astrocitos son células cerebrales especializadas que, entre otras cosas, ayudan a controlar los niveles de glutamato. Los investigadores determinaron que o bien demasiada liberación neuronal de glutamato, o bien muy poca captación de los astrocitos, podía dar lugar a la formación de los penachos.

“El denominador común es un desequilibrio entre la liberación y la recaptación y un exceso de glutamato en el espacio extracelular”, dice Brennan.

Una vez que los investigadores comprendieron mejor cómo se generaban los penachos, quisieron saber cómo afectaban a las enfermedades cerebrales. Encontraron que una ráfaga de penachos precedió al inicio de la propagación de las despolarizaciones.

Para entender la propagación de las despolarizaciones, imaginemos una reacción en cadena, iniciada por una célula nerviosa disparando masivamente. A medida que se dispara, la célula libera grandes cantidades de glutamato (y otras sustancias), suficiente para hacer que las neuronas vecinas se disparen. Ellas a su vez hacen que sus vecinas se disparen, y una ola de disparos (o despolarización) barre el cerebro, moviéndose hacia afuera como una onda en un estanque, o un tsunami de un terremoto.

La propagación de las despolarizaciones no es tan conocida como las convulsiones, el más famoso evento excitable del cerebro. Pero son tan comunes como las otras, y bajo ciertas condiciones, como un derrame cerebral, hemorragia subaracnoidea y lesiones cerebrales traumáticas, pueden ser igual de dañinas.

Parker y sus colegas encontraron que los penachos predecían el inicio de la propagación de las despolarizaciones, y que la prevención de los penachos las inhibía.

Esto demuestra que los penachos no solo coinciden con la propagación de las despolarizaciones”, dice Parker. “Están involucrados en su generación”.

Es importante que los científicos observaron los penachos antes de propagar las despolarizaciones no solo en los ratones FHM2 sino también en los animales de control normales. Esto significa que son probablemente relevantes mucho más allá de la migraña, donde la propagación de las despolarizaciones subyace al aura y desencadena el dolor de cabeza, dice Parker.

En el futuro, el equipo quiere profundizar su comprensión de los penachos en la migraña. “Hay un tema emergente de deterioro del control del glutamato por diversos medios en la migraña, y los penachos se suman de manera convincente a esa historia”, dice Parker.

Pero los investigadores también quieren probar directamente si los penachos de glutamato están involucrados en otros desórdenes neurológicos, con la vista puesta en tratamientos que puedan ser relevantes para múltiples enfermedades. (Fuente: NCYT Amazings)