Un estudio realizado en el Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM) propone un nuevo mecanismo de funcionamiento de Sinaptotagmina-1, proteína humana de vital importancia para el proceso de comunicación entre las células del cerebro: la sinapsis neuronal. Es un hallazgo de alto impacto que acaba de publicar Chemical Science, revista científica de bandera de la Royal Society of Chemistry (RSC) del Reino Unido.

“En este trabajo demostramos que Sinaptotagmina-1 funciona de a pares y que ambas proteínas no se comportan de la misma manera. Una de ellas toma el rol principal (máster = director), mientras que la otra participa de manera secundaria (servant = servidor). Así, pares de Sinaptotagmina-1 se ponen de acuerdo para facilitar la fusión de las membranas bajo este esquema de master-servant”, explicó Diego Masone, investigador adjunto del CONICET y uno de los responsables del trabajo.

“Las neuronas -continúa Masone- se conectan entre sí, formando una enorme red de interconexiones, mediante un mecanismo conocido como sinapsis. Muchos de los procesos que gobiernan esas conexiones son aún desconocidos. Por ejemplo, las vesículas sinápticas, que son unas pequeñas esferas en las membranas de algunas células, como las neuronas, deben liberar su contenido sólo cuando es preciso. Para que eso suceda, las membranas de las esferas deben fusionarse con la membrana neuronal. Sabemos que la proteína Sinaptotagmina-1 es fundamental para ese proceso, pero el mecanismo por el cual ejerce su función todavía no ha sido esclarecido completamente”.

"Un trabajo de esta envergadura, en general, requiere colaboraciones internacionales con grupos de investigación con muchos recursos. No fue este el caso, porque hicimos todo en Argentina", explicó Masone, quien además de investigador es docente de la Facultad de Ingeniería. 

“Las ideas solas no producen resultados. Y si las ideas requieren recursos imposibles, tampoco producen resultados -deslizó Masone y agregó-; el tipo de cálculos que requería este trabajo eran sólo factibles en un centro de supercomputación. Como usuarios del Centro de Computación de Alto Desempeño (CCAD) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC), pudimos acceder a tiempo de cálculo en la supercomputadora argentina, Serafín, sin la cual nada de esto sería posible”.

Masone comparte la autoría del trabajo con Ary Lautaro Di Bartolo, ingeniero y becario doctoral de CONICET. Ambos trabajan en el IHEM, instituto de doble dependencia UNCUYO-CONICET y con una larga y respetada tradición experimental en mecanismos de exocitosis y fusión de membranas. “Siempre hay nuevas preguntas y modelos matemáticos que podemos desarrollar y que van de la mano con los resultados experimentales de nuestros colegas. Este trabajo es sólo la primera parte. Ahora viene lo mejor”, aseguró el docente de la UNCUYO.

Para llevar adelante este estudio -titulado "Synaptotagmin-1 C2B domains cooperatively stabilize the fusion stalk via a master-servant mechanism"-, los científicos recibieron financiamiento del Fondo para la Investigación Científica y Tecnológica (FONCYT) de la Agencia i+D+i de la Nación y del CONICET.

Un paso adelante

Si bien existen grupos internacionales excelentes que investigan Sinaptotagmina-1 por métodos experimentales y computacionales, para Masone “el problema de describir el mecanismo de una proteína es muy complicado y es un esfuerzo colaborativo e internacional, como la ciencia misma”.

En ese sentido, el investigador también consideró que el estudio no representa la solución final del mecanismo de funcionamiento de Sinaptotagmina-1, pero es un paso adelante para entender cómo trabaja esta familia de proteínas con aplicaciones directas en medicina, puesto que una mejor descripción de estos mecanismos permitirá pensar en soluciones para el tratamiento de neuropatologías degenerativas como el Alzheimer.

“Si uno tiene un problema muy complicado que resolver no hay manera de dar con una solución factible si primero no se entiende el mecanismo del problema. Cuando entendamos con claridad, y a nivel molecular, cómo es el proceso completo de la sinapsis neuronal, sólo entonces podremos pensar en tratarla con objetivos médicos”, concluyó Masone.