“El estudio revela que las enzimas KDM1A y KDM5C actúan como ‘guardianas’ de las neuronas, evitando fallos que afectan a la memoria, el aprendizaje y la ansiedad”
Las neuronas, células especializadas responsables de la memoria, el aprendizaje y la regulación emocional, dependen de conservar su identidad durante toda la vida. Un equipo del Instituto de Neurociencias —centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y el CSIC— ha demostrado que dos enzimas, KDM1A y KDM5C, actúan como auténticas “guardianas epigenéticas”, al impedir que las neuronas activen genes ajenos a su función.
El estudio, publicado en la revista Cell Reports y dirigido por el investigador Ángel Barco, consistió en eliminar simultáneamente los genes de ambas enzimas en ratones adultos. La investigación reveló que su acción conjunta es indispensable para preservar la identidad neuronal: “Lo sorprendente es que la acción conjunta de estas dos enzimas va más allá de la suma de sus efectos individuales. Cuando ambas fallan, las neuronas empiezan a expresar genes que no le corresponden, con consecuencias negativas para la memoria, la capacidad de aprendizaje y la regulación de la ansiedad del animal”, explica Barco.
Mediante un enfoque multidisciplinar —que combinó genética, biología molecular, electrofisiología, microscopía de superresolución, estudios de comportamiento y análisis genómicos—, los científicos comprobaron que la ausencia de KDM1A y KDM5C desordena el paisaje epigenético neuronal. Detectaron acumulación anómala de la marca H3K4me3, vinculada a genes activos, en regiones que deberían permanecer inactivas, así como una alteración de la arquitectura tridimensional del genoma. Estos cambios derivaron en una mayor excitabilidad neuronal y en déficits cognitivos en los animales.
El investigador Juan Paraíso Luna, primer autor del artículo, destaca la relevancia de los hallazgos: “Comprender cómo interaccionan estas enzimas no sólo nos ayuda a descifrar la biología de las neuronas, sino también a identificar posibles mecanismos implicados en enfermedades neurológicas”.
Este avance se suma a investigaciones previas del mismo laboratorio en el campus de Sant Joan d’Alacant de la UMH, donde ya se había demostrado que KDM1A preserva la organización tridimensional del genoma y previene su deterioro asociado al envejecimiento, mientras que KDM5C evita transcripciones erróneas y modula la respuesta neuronal a los estímulos. La novedad ahora es que ambas proteínas cooperan para salvaguardar la identidad de las neuronas.
Barco subraya además la relevancia clínica: “Las mutaciones en los genes de KDM1A y KDM5C se han asociado en humanos con discapacidad intelectual y otros trastornos neurológicos, por lo que este trabajo abre una ventana a nuevas investigaciones que nos pueden ayudar a profundizar en el origen de ciertas enfermedades del cerebro”.
El proyecto ha contado con la colaboración del grupo del catedrático de Fisiología de la UMH Emilio Geijo, y con financiación de La Marató de TV3, la Agencia Estatal de Investigación, la Generalitat Valenciana y la Fundación ‘La Caixa’.
