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La estimulación cerebral profunda permite modular la actividad eléctrica de regiones concretas mediante la implantación de un electrodo. En nuestro proyecto coordinado investigamos los efectos de la estimulación del hipotálamo lateral, una área del cerebro implicada en la motivación. Para hacerlo utilizamos un modelo animal en que las ratas, pulsando una palanca, se autoadministren la corriente puesto que los resulta gratificante (Autoestimulació Eléctrica Intracranial, AEIC). En anteriores trabajos, hemos demostrado que el AEIC, aplicada después de una tarea de aprendizaje, potencia la memoria tanto en ratas jóvenes como en ratas viejas o con determinadas lesiones cerebrales, y regula la expresión de genes relacionados con la plasticidad. Aun así, no se conocen del todo los mecanismos moleculares concretos por los cuales el AEIC desencadena estos cambios.

En este estudio, demuestramos por primera vez que la estimulación cerebral profunda modifica los niveles de determinados microARNs (miARNs) y de la proteína SIRT1 en el hipocampo, una área íntimamente relacionada con el aprendizaje relacional y la memoria explícita. Los miARNs son pequeñas moléculas de ARN que regulan el proceso por el cual los genes se expresan en proteínas. Hemos visto que el AEIC aumenta, en subregiones específicas del hipocampo, los niveles de miR-*181c, miR-146.ª y el miR-132, todos ellos relacionados con la regulación de la plasticidad neural. El miR-132, que destaca para ser lo más estudiado como promotor de la memoria, resulta especialmente interesante puesto que sus cambios se reflejan también a nivel sanguíneo, lo cual lo sitúa como potencial biomarcador de los efectos del tratamiento de AEIC en muestras de fácil obtención. Por otro lado, SIRT1, una deacetilasa que afecta múltiples dianas entre las cuales hay proteínas con funciones antiapoptòtiques y relacionadas con un incremento de la longevidad celular, también se ha encontrado aumentada al hipocampo como consecuencia de la AEIC.

La importancia de estos resultados rae en el hecho que tanto los niveles de miR-132 como de SIRT1 se encuentran significativamente disminuidos en cerebro y en sangre de enfermos de Alzheimer. Diferentes estudios clínicos han demostrado la eficacia de la estimulación eléctrica intracranial en enfermedades neurodegenerativas de cariz motor como el Parkinson. Pero en la enfermedad de Alzheimer, donde la pérdida de memoria es capital, los resultados son todavía preliminares y faltan estudios para determinar cuál es la mejor diana cerebral. La demostración que la estimulación reforzante administrada en el hipotálamo lateral modula los niveles de estas moléculas en regiones tan relevantes para la memoria abre la puerta a la posibilidad de investigar su eficacia en el contexto de la enfermedad de Alzheimer.