Divulgación

Recientemente, las revistas Nature Structure and Molecular Biology, Nature Communications y Nano Letters publicaron avances de esta colaboración interdisciplinar de tres investigadores de CONICET, entre ellos el Vicerrector e Investigador del IUCBC, el Dr. Alfredo Cáceres.

La primera publicación se realizó en febrero del 2020, en la revista Nature Structure and Molecular Biology. Allí se presentó un método desarrollado por el equipo liderado por el Dr. Damián Refojo, del Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires (IBioBA, CONICET-Partner Institute of the Max Planck Society) que detecta proteínas reguladas por Nedd8, una molécula necesaria tanto para la proliferación celular como para el normal desarrollo de las conexiones sinápticas entre neuronas y los procesos de memoria y aprendizaje.

Este desarrollo representa una variante de una metodología de espectrometría de masa, mediante la cual los investigadores obtuvieron el primer catálogo con cientos de proteínas neddiladas, es decir, modificadas por el pegado de Nedd8. Ese rastrillaje evidenció que la neddilación en neuronas afectaba fundamentalmente a proteínas del citoesqueleto, fascículos que cumplen funciones estructurales y de transporte esenciales para el desarrollo neuronal. “Con esto proponemos un cambio sustancial en la forma en que se pensó esta modificación molecular hasta hoy”, destaca Damián Refojo.

Para visualizar los fascículos microscópicos que conforman el citoesqueleto en neuronas, utilizaron microscopia de superresolución  (nanoscopía)  desarrollada en el laboratorio  del Dr. Fernando Stefani del Centro de Investigaciones en Bionanociencias (CIBION-CONICET). Fue a partir de esta tecnología que comprobaron que la inhibición de la neddilación alteraba la formación de esos fascículos y, como consecuencia, la maduración neuronal y la formación de dendritas.

Posteriormente, este equipo interdisciplinario publicó en enero de 2021 en la prestigiosa revista Nature Communications presentando el método de visualización SIMPLER que permite observar sistemas biológicos con un nivel de detalle en 3D mayor al de las nanoscopías convencionales. Gracias a esta tecnología pudieron visualizar distintos complejos supramoleculares del citoesqueleto neuronal. El Dr. Alfredo Cáceres, experto y pionero mundial en el estudio del citoesqueleto neuronal se entusiasma con esta posibilidad: “SIMPLER nos abre la puerta de ingreso al estudio molecular y en 3D de la estructura interna de las neuronas en condiciones normales y de diversas enfermedades degenerativas. El conocimiento que podemos ganar es impresionante”. Por otra parte, este método no requiere modificaciones en el hardware de microscopios convencionales, por lo que promete ser ampliamente utilizado en cualquier laboratorio que realicen experimentos de superresolución.

El tercer avance fue presentado en marzo de 2021 en la revista Nano Letters. Allí detallan un nuevo método para ubicar la posición de dos moléculas interactuando con una precisión cinco veces mayor a la disponible hasta el momento. El método más usado para visualizar interacciones moleculares se basa en un fenómeno de transferencia de energía entre dos moléculas llamado FRET (por Förster Resonance Energy Transfer). Existen innumerables protocolos para obtener imágenes de FRET que reportan interacciones entre diversas moléculas o entre moléculas y su entorno. Sin embargo, hasta ahora, no existía un método de aplicación general para obtener imágenes de FRET con súper-resolución. Esto es exactamente lo que logró el equipo de Fernando Stefani, mediante el desarrollo de STED-FRET, con el apoyo de los grupos de Refojo y Cáceres, abriendo el camino para un enorme abanico de posibilidades para investigar cómo y dónde se producen las interacciones moleculares dentro de las células.

El trabajo interdisciplinar entre los tres grupos permite la formulación de preguntas profundas sobre el funcionamiento neuronal y el desarrollo de nuevas herramientas de visualización óptica con resolución sin precedentes.

Fuente: esta nota es un extracto de lo publicado en www.conicet.gov.ar/viendo-el-interior-de-las-neuronas/