En un trabajo realizado en colaboración entre la Universidad Pablo de Olavide y la Universidad de Sevilla, los grupos de investigación dirigidos por María Luz Montesinos, del Laboratorio de Traducción Sináptica Local de la Universidad de Sevilla, y por Antonio Rodríguez-Moreno, del Laboratorio de Neurociencia Celular y Plasticidad de la Universidad Pablo de Olavide, han puesto de manifiesto que la rapamicina participa en la síntesis de proteínas necesarias para los procesos de aprendizaje y memoria y para el desarrollo de procesos de plasticidad cerebral. El estudio, publicado en la revista Neurobiology of Disease, muestra, mediante estudios de comportamiento y registros electrofisiológicos de la plasticidad cerebral, que algunos de los déficits de memoria y de plasticidad que se observan en ratones modelo del síndrome de Down se revierten mediante el tratamiento con rapamicina. Estos resultados sugieren que la rapamicina puede ser un nuevo producto farmacoterápico que puede mejorar déficits cognitivos.
El tipo de plasticidad cerebral que ha sido objeto del estudio (BDNF-LTP) es una forma de potenciación de la transmisión sináptica de larga duración que está mediada por la neurotrofina BDNF (del inglés brain-derived neurotrofic factor). El estudio se ha realizado en el hipocampo en la sinapsis establecida entre las neuronas del área CA3 y las neuronas del área CA1 en ratones silvestres y en ratones modelo del síndrome de Down. Mediante la obtención de registros electrofisiológicos en rodajas vivas de cerebro, los investigadores han observado que en los ratones silvestres la aplicación exógena de BDNF induce cambios plásticos que están ausentes en los ratones modelo de síndrome de Down. Sorprendentemente, cuando el cerebro de ratones modelo del síndrome se trata con rapamicina, la aplicación de BDNF induce cambios plásticos (BDNF-LTP) similares a los observados en ratones silvestres. Para profundizar en el entendimiento de este fenómeno los investigadores se preguntaron si el mecanismo de inducción de la plasticidad observada en presencia de BDNF (recuperada por la rapamicina) era similar al observado en ratones silvestres. Los investigadores han encontrado que, efectivamente, la plasticidad rescatada por rapamicina involucra las mismas vías de señalización que las observadas en ratones silvestres y es dependiente de síntesis local de proteínas.
Por otra parte, los estudios comportamentales realizados en ambos grupos experimentales arrojan luz sobre la posible utilidad terapéutica de la rapamicina. En dicha parte del estudio se observó que los ratones modelo de síndrome de Down tienen un déficit en la realización de un test de memoria que involucra al hipocampo: el laberinto de Barnes. De un modo notable, el tratamiento de estos ratones con rapamicina rescata la persistencia de la memoria de larga duración en dichos animales y sugiere que, como se ha indicado anteriormente, la rapamicina puede ser un nuevo producto farmacoterápico que puede mejorar algunos déficits cognitivos
Andrade-Talavera, Y., Benito, I., Casañas, JJ, Rodríguez-Moreno, A. and Montesinos, ML. (2015).
Rapamycin restores BDNF-LTP and the persistence of long-term memory in a model of Down´s syndrome.
Neurobiology of Disease 82:516-525.
