La Florida Atlantic University (FAU) ha recibido una subvención de 2,4 millones de dólares de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) para investigar el papel de un receptor inmunitario en los neurones en relación con la función cerebral, el comportamiento y la salud psiquiátrica. Este financiamiento, otorgado por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares del NIH, respalda una investigación innovadora que desafía las ideas preconcebidas sobre el funcionamiento del cerebro.
El proyecto, liderado por Ning Quan, Ph.D., investigador principal, profesor del Departamento de Ciencias Biomédicas del Charles E. Schmidt College of Medicine de la FAU y miembro del FAU Stiles-Nicholson Brain Institute, se centra en un receptor llamado receptor de la interleucina-1 tipo 1 (IL-1R1). Si bien tradicionalmente se ha estudiado el IL-1R1 por su papel en la inflamación y las respuestas inmunitarias, descubrimientos recientes indican que este receptor también se expresa en ciertas neuronas, donde su función normal ha sido en gran medida desconocida.
Investigaciones previas del equipo de investigación han demostrado que el IL-1R1 neuronal es esencial para los cambios de comportamiento provocados por el estrés social crónico, lo que sugiere un papel más amplio y hasta ahora desconocido en el cerebro sano.
Esta nueva subvención del NIH nos brinda la oportunidad de definir completamente el papel fisiológico del IL-1R1 neuronal en el cerebro, un papel que ha permanecido inexplorado durante décadas. Gracias a esta financiación, podemos pasar de las observaciones conductuales a una comprensión detallada de cómo este receptor regula dinámicamente la actividad sináptica, la remodelación de los circuitos y la plasticidad dependiente de la experiencia. En última instancia, este trabajo nos permitirá conectar eventos de señalización molecular en neuronas específicas con comportamientos sociales complejos, ofreciendo una visión mucho más profunda de cómo el cerebro se adapta al entorno social.
Ning Quan, Ph.D., investigador principal, profesor, Departamento de Ciencias Biomédicas, Charles E. Schmidt College of Medicine de la FAU
Los investigadores examinarán dónde y cuándo se expresa el IL-1R1 en el cerebro, cómo cambia su expresión en respuesta a la experiencia y cómo influye en la comunicación entre las neuronas. Se prestará especial atención a los circuitos hipocampales involucrados en la discriminación social, un componente esencial de la interacción social normal.
La investigación reveló que los neurones que expresan el IL-1R1 pueden modificar la actividad y la plasticidad de los neurones vecinos que no expresan el receptor por sí mismos, siempre y cuando estén directamente conectados. Este hallazgo sugiere que el IL-1R1 funciona a nivel de circuitos neuronales en lugar de a nivel de células individuales, redefiniendo la comprensión de las moléculas de señalización relacionadas con el sistema inmunitario en neurociencia.
“Esta investigación es particularmente interesante para el campo de los trastornos neurológicos y del neurodesarrollo, ya que desafía la separación tradicional entre la señalización inmunitaria y la comunicación neuronal”, afirmó Randy D. Blakely, Ph.D., co-investigador del proyecto, director ejecutivo del FAU Stiles-Nicholson Brain Institute, profesor distinguido David JS Nicholson en neurociencia y profesor de ciencias biomédicas en el Schmidt College of Medicine. “Al demostrar que el IL-1R1 da forma activamente a la función sináptica y la conectividad de los circuitos, este trabajo abre nuevos caminos conceptuales para comprender los trastornos en los que las redes cerebrales y los comportamientos sociales se ven interrumpidos. Esta información podría, en última instancia, guiar estrategias de intervención más precisas que se centren en la disfunción de los circuitos en lugar de solo en los síntomas”.
Al descubrir los mecanismos moleculares por los cuales el IL-1R1 neuronal da forma a las conexiones sinápticas y al comportamiento, el proyecto podría modificar los paradigmas actuales sobre la relación entre el sistema inmunitario y el cerebro. Los resultados también podrían indicar nuevas dianas terapéuticas para los trastornos psiquiátricos y del neurodesarrollo, incluido el autismo, en los que el comportamiento social y el desarrollo de los circuitos se ven alterados.
“Este premio del NIH refleja la importancia y la promesa de una investigación que cruza las fronteras disciplinarias para abordar algunas de las preguntas más complejas de la ciencia cerebral”, dijo Lewis S. Nelson, MD, decano y jefe de asuntos de salud del FAU Schmidt College of Medicine. “Nuestros investigadores podrán continuar con descubrimientos que no solo harán avanzar el conocimiento fundamental, sino que también tendrán implicaciones significativas para la salud humana. Esta inversión destaca el creciente papel de la Florida Atlantic University como líder en la investigación innovadora en neurociencia”.
Jianning “Jenny” Wie, Ph.D., profesora asociada del Departamento de Ciencias Biomédicas de la FAU, colabora en la subvención.