Beatriz Rico: «En el futuro será posible desarrollar fármacos que optimicen los circuitos cerebrales»

Los avances en neurobiología del desarrollo destacan que, durante la infancia, las conexiones entre neuronas son más flexibles y eficaces, y que una estimulación adecuada en esta etapa favorece la creación de circuitos más robustos para el aprendizaje a lo largo de la vida. Así lo expuso la Dra. Beatriz Rico, catedrática en el King’s College de Londres, en su conferencia impartida en la VI Jornadas  Neurocientíficas de la Fundación celebradas recientemente en Campus de Almagro de la Universidad Camilo José Cela.

OKSALUD entrevista a la neurobióloga Beatriz Rico que centra sus estudios en cómo se desarrollan los circuitos neuronales, un tema que, aunque puede parecer muy teórico, resulta fundamental para comprender el origen de numerosas enfermedades y trastornos del neurodesarrollo, como el autismo o la esquizofrenia.

PREGUNTA.- Usted estudia los genes implicados en la formación de los circuitos neurales. ¿Cuáles son los más relevantes y cómo influyen en el desarrollo del cerebro?

RESPUESTA.- El comportamiento animal está sustentado por una red de conexiones entre diferentes tipos de neuronas a través de todo el cerebro, y donde estas redes alcanzan la mayor complejidad es en la corteza cerebral de mamíferos, que es la zona más externa de nuestro cerebro encargada de funciones complejas, como el pensamiento abstracto, el lenguaje, la toma de decisiones, la memoria, etc. 

La corteza cerebral contiene principalmente dos tipos de neuronas, las neuronas principales o neuronas piramidales y las interneuronas. Las interneuronas es una población más pequeña, pero actúan como los directores de orquesta y son claves para la sincronización de actividad de las neuronas. La diversidad de estas células es enorme, y para conectarse correctamente durante el desarrollo, siguen una serie de códigos, que están determinados genéticamente en cada neurona. Ninguna neurona se conecta al azar. 

En el laboratorio, hemos encontrado códigos que determinan la conexión específica entre interneuronas y diferentes neuronas piramidales y códigos que guían a las neuronas a conectarse con diferentes compartimentos de otras neuronas. Muchos de estos códigos son moléculas de adhesión, otros son proteínas que se secretan. Conocemos algunos de estos determinantes moleculares, y sabemos que son claves para que estas conexiones sean correctas. Y de la precisión de estas conexiones depende el funcionamiento correcto del cerebro. 

P.- ¿Qué factores pueden hacer que las conexiones neuronales «fallen», y qué implicaciones tiene esto en el desarrollo de trastornos neurológicos o psiquiátricos? 

R.- Principalmente mutaciones en los genes que son importantes para la formación de las conexiones neurales van a conducir a alteraciones de estas conexiones, y a defectos en el desarrollo de estos circuitos. En los últimos años, hay suficientes evidencias en el campo que apuntan a que alteraciones en las interneuronas, los directores de orquesta a los que me refería antes, y las conexiones entre las neuronas, o sinapsis, parecen converger en condiciones atípicas del neurodesarrollo como el autismo, la esquizofrenia y la epilepsia. Parte de la investigación que se realiza en mi laboratorio está enfocada en entender como mutaciones asociadas a estas condiciones del desarrollo alteran estos circuitos.

P.- En su investigación también aborda por qué aprendemos mejor durante la niñez. ¿Qué mecanismos cerebrales explican esa «ventana de aprendizaje» más abierta en los primeros años de vida?

R.- Sí, efectivamente, mi laboratorio también está estudiando en modelos animales porque podemos aprender mejor en etapas tempranas, que es lo que hace que los circuitos sean más eficientes si son estimulados durante las etapas tempranas. Y lo que estamos empezando a ver que la estimulación temprana cambia la expresión de determinados genes conduciendo a modificaciones en los circuitos neuronales que mejoran la realización de tareas. Todavía estamos intentando ver cuál es la función de estos genes y cómo actúan para modificar los circuitos neuronales.

P.- ¿Cómo puede la comprensión de estos procesos genéticos y neuronales ayudar a diseñar terapias más eficaces para trastornos como el autismo o la esquizofrenia? 

R.- Si el mecánico no sabe cómo funciona el motor de un coche, no lo puede reparar. Si desconocemos cuáles son los mecanismos de formación y funcionamiento del cerebro y qué pasa cuando estos mecanismos fallan no podremos nunca tener la clave de cómo curarlo. Esta es la aproximación que se ha hecho en cáncer y ahora el pronóstico en oncología es muchísimo mejor. El cerebro es más complejo, pero estamos empezando a entenderlo mejor. 

Por ejemplo, durante los últimos más de 50 años se han utilizado fármacos antipsicóticos para tratar la esquizofrenia, que son principalmente antagonistas de los receptores de dopamina. Aunque estos fármacos han sido por lo general muy beneficiosos en tratar los síntomas positivos (alucinaciones), sin embargo, no mejoraban los aspectos cognitivos y negativos de la esquizofrenia. En los últimos años, el foco se ha empezado a poner en el diseño de nuevos fármacos que modifiquen la actividad de otras neuronas, gracias a las investigaciones que se está haciendo para entender mejor cómo funcionan estos circuitos. Nosotros vamos a empezar un proyecto nuevo en esta dirección con nuestros colegas clínicos.  

P.- Desde su experiencia en neurobiología, ¿cuál cree que es el papel de la estimulación ambiental (familia, escuela, juegos, etc.) en la consolidación de esas conexiones neuronales en la infancia? 

R.- La estimulación ambiental durante el desarrollo es fundamental. Como he comentado en una pregunta anterior, en el laboratorio estamos precisamente desarrollando un proyecto, utilizando modelos animales, donde hemos visto que la estimulación temprana, cuando estos circuitos se están formando, mejora la eficacia de las tareas de comportamiento en el adulto. Esto de alguna manera se sabe, lo que hemos descubierto es que esa estimulación cambia específicamente el patrón de expresión de genes, y también los circuitos neuronales comparado con animales que no se han expuesto a la misma estimulación, y también con animales que se han expuesto a esa estimulación, pero en adulto. En otras palabras, la estimulación durante el desarrollo construye seguramente circuitos más eficientes. 

P.- ¿Qué avances científicos recientes le parecen más prometedores en el campo de la plasticidad cerebral y la reparación de circuitos neuronales dañados? 

R.- Como neurobióloga del desarrollo, creo que muchos de los descubrimientos que hagamos en mi campo en los siguientes años van a ser claves. La plasticidad es máxima durante el desarrollo comparado con el adulto. Si entendemos mejor esta plasticidad durante el desarrollo podremos quizás encontrar mecanismos para incrementar esta plasticidad de la misma forma en adultos y quizás mejorar los circuitos dañados.