Cuando el cerebro almacena recuerdos

Un nuevo estudio da la vuelta a lo que se creía sobre los amiloides, esos agregados de proteínas que durante décadas se consideraron destructores del cerebro. Ahora resulta que el sistema nervioso puede crear deliberadamente estas estructuras para reforzar los recuerdos a largo plazo. El trabajo se ha publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Los científicos sabían desde hace tiempo que la consolidación de la memoria está relacionada con cambios en las sinapsis, los puntos de contacto entre neuronas. Una de las proteínas clave, Orb2, en las moscas de la fruta Drosophila, puede ensamblarse en estructuras amiloides resistentes y convertirse así en una «huella de memoria» biológica.
El problema es que los amiloides suelen evocar asociaciones inquietantes: alzhéimer, daños celulares. Pero, por lo visto, el cerebro emplea mecanismos similares para hacer el bien. La pregunta era cómo se asegura el organismo de que Orb2 forme amiloides solo cuando hace falta conservar un recuerdo.
El equipo de Kyle Patton decidió comprobar si el proceso estaba controlado por chaperonas moleculares, proteínas que ayudan a otras proteínas a ensamblarse correctamente. Los científicos estudiaron 46 miembros distintos de la familia de proteínas con dominio J (JDP) en moscas y se centraron en las que actúan en el cuerpo pedunculado, una región del cerebro de los insectos responsable del aprendizaje.
En una serie de experimentos de aprendizaje asociativo —las moscas recordaban un olor asociado al azúcar—, los investigadores observaron que una chaperona, CG10375, reforzaba drásticamente la memoria a largo plazo. La llamaron Funes, en honor al personaje literario que no podía olvidar nada.
Las moscas con niveles elevados de Funes recordaban durante mucho más tiempo la asociación entre el olor y el azúcar. La memoria a corto plazo no mejoraba; es decir, Funes actúa específicamente en la consolidación a largo plazo. Reducir los niveles naturales de Funes producía el efecto contrario: las moscas aprendían, pero al cabo de un día habían olvidado.
Después, los científicos comprobaron cómo influía Funes en qué acontecimientos se consideran «importantes». Normalmente, un estímulo intenso —por ejemplo, un sabor dulce— genera recuerdos más sólidos. Sin embargo, las moscas con niveles elevados de Funes recordaban también los estímulos débiles. En la práctica, la proteína aumenta la «importancia» de los acontecimientos para el cerebro.
Los experimentos bioquímicos demostraron que Funes se une directamente a Orb2 en un estado intermedio y acelera su transformación en filamentos amiloides estables. La crio-EM confirmó que esos filamentos son idénticos a los que aparecen en el cerebro de moscas vivas.
El dominio J de la proteína resultó ser fundamental. Una versión mutante de Funes con el dominio J modificado podía unirse a Orb2, pero no desencadenaba la formación de amiloides, y la memoria no mejoraba. Eso indica que el ensamblaje amiloide es precisamente el mecanismo que hace funcionar el proceso.
Además, se demostró que los amiloides creados con la participación de Funes siguen siendo funcionales: estimulan la traducción de ciertos ARNm en proteínas, lo que constituye la base molecular de la consolidación de los recuerdos.
Por ahora, el estudio se limita a las moscas, pero los humanos también tenemos numerosas proteínas con dominio J. Algunas ya se han relacionado con el riesgo de esquizofrenia. Los siguientes pasos serán averiguar qué proteína humana desempeña el papel de Funes y qué señal la pone en marcha.
El trabajo muestra que los amiloides no son solo un signo de patología, sino también una herramienta que el cerebro utiliza para almacenar información. La proteína Funes actúa como un interruptor que controla este proceso.