La síndrome de Down (SD) és una condició associada a la trisomia del cromosoma 21 humà. Com a resultat d'aquesta alteració genètica, els individus amb SD presenten un excés de dosi gènica de determinats gens que acaba conduint a un increment anòmal de productes gènics (proteïnes). Aquests canvis moleculars provoquen importants afectacions de la funció neuronal i, més concretament, de la forma amb què les neurones i els circuits neuronals es comuniquen.

 

L’estructura cel·lular que permet la comunicació entre les neurones del cervell s’anomena sinapsi. I les molècules responsables de la transmissió d’informació reben el nom de neurotransmissors. Un dels principals sistemes de neurotransmissió excitatòria al nostre cervell és la sinapsi glutamatèrgica, és a dir, la que utilitza el glutamat (un aminoàcid) per transmetre la informació (activació) d’una neurona a l’altra.

 

Focalitzant el seu estudi en un subtipus de receptors de glutamat presents a les sinapsis (anomenats receptors de tipus NMDA), investigadors de l’Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL) i de la Universitat de Barcelona han descrit la signatura bioquímica de les sinapsis glutamatèrgiques en SD en ratolins. Liderat pel Dr. Xavier Altafaj, el treball, que ha estat publicat a la revista Frontiers in Molecular Neuroscience, s’ha dut a terme, en gran mesura, gràcies a un ajut concedit per la Fundació La Marató de TV3, que en la passada edició de 2015 dedicà el seu programa a les malalties neurodegeneratives.

 

Segons el Dr. Altafaj, “en el nostre darrer treball hem caracteritzat l'enorme complexitat proteica dels diferents compartiments sinàptics de les neurones de l’hipocamp de ratolins que recapitulen la SD humana”. Per a realitzar l’estudi, els investigadors han posat a punt un protocol bioquímic d'alta precisió i han utilitzat tècniques d’espectrometria de masses d'última generació, que els han permès identificar un nombre molt elevat de modificacions post-traduccionals dels receptors de glutamat, bàsicament el seu patró de fosforilació (l’anomenat fosfoproteoma). Paral·lelament, s'ha identificat un conjunt d'enzims (proteïnes quinasa i fosfatasa) que podrien ser els responsables d'aquest patró alterat de fosforilació dels receptors de glutamat. Conjuntament, les dades obtingudes indiquen el paper clau que juguen els receptors de glutamat (i llurs desregulacions) en la patofisiologia de la síndrome de Down, alhora que permeten identificar noves dianes terapèutiques que seran explorades en futurs estudis.

 

El grup del Dr. Altafaj té una llarga trajectòria en l'estudi de les bases moleculars de la SD, i al llarg dels darrers anys s'ha centrat en desxifrar les alteracions de la sinapsi glutamatèrgica. Els estudis recents del grup de recerca del Dr. Altafaj van mostrar que els nivells de receptors de tipus NMDA es troben desregulats en models murins de síndrome de Down, com a conseqüència directa de la sobreexpressió de determinats gens candidats de la SD. Aquests treballs, junt amb els indicis d'altres grups de recerca, van dur a formular la hipòtesi que l'alteració dels receptors de glutamat pot jugar un paper clau en les alteracions de la funció neuronal associades a la SD.