Científicos descubren cómo la nicotina ingresa directamente a las neuronas

Científicos descubren cómo la nicotina ingresa directamente a las neuronas Lester y su equipo desarrollaron una herramienta llamada biosensor para visualizar dónde se acumula el medicamento dentro de las células.

Agencia Latina de Noticias Medicina y Salud Pública

Cuando una persona inhala un cigarrillo, la nicotina -sustancia que crea adicción- llega hasta el cerebro, se engancha a los receptores de la superficie de las neuronas y produce sensaciones asociadas con la felicidad y la euforia. Pero la nicotina no se queda simplemente en la superficie de las células: en realidad, esta sustancia penetra en las células neuronales y las altera de adentro hacia afuera. Ahora, un equipo de científicos ha desarrollado un sensor de proteínas que brilla en presencia de la nicotina, permitiendo a los investigadores observar los movimientos de la nicotina en las células y revelar más sobre la naturaleza de la adicción a la nicotina.

El trabajo fue dirigido por Henry Lester, profesor de biología en Caltech y anteriormente científico visitante en el Janelia Research Campus del Howard Hughes Medical Institute (HHMI). El artículo que describe la investigación se publicó en los primeros días de febrero el Journal of General Physiology. Lester también es miembro afiliado de la facultad de Tianqiao (China) y del Chrissy Chen Institute for Neuroscience de Caltech.

El retículo endoplásmico es el equivalente de la fábrica y el almacén de una célula, el lugar donde las proteínas son sintetizadas y empacadas para ser enviadas a varios otros lugares tanto dentro como fuera de la célula. Los receptores nicotínicos (nAChRs) se encuentran entre estas proteínas. Dichos receptores después de ser fabricados en el retículo endoplásmico, viajan a la superficie de la célula. Cuando las moléculas de nicotina entran al cuerpo, viajan a través del torrente sanguíneo y llegan a las células cerebrales, donde se encuentran con las nAChRs en la superficie de estas células. Esto desencadena los procesos celulares de liberación de químicos de recompensa y felicidad.

Sin embargo, lo que sucede una vez que la nicotina ha entrado en las células, todavía resulta ser un enigma para la ciencia. Lester y su equipo de trabajo encontró previamente que algunos nAChRs permanecen en el retículo endoplásmico donde también pueden unirse a la nicotina. Con la esperanza de obtener información sobre los efectos de la nicotina dentro de las células, Lester y su equipo desarrollaron una herramienta llamada biosensor para visualizar dónde se acumula el medicamento dentro de las células.

El biosensor está compuesto de una proteína especial que puede abrirse y cerrarse, de manera similar a una trampa para moscas, y una proteína fluorescente inactivada. El sensor está diseñado para cerrarse alrededor de la nicotina, lo activa la proteína fluorescente para que brille, indicando así dónde están ubicadas las moléculas de nicotina y cuántas están presentes en el organismo del fumador. Los científicos pueden ubicar los biosensores en partes particulares de una célula -en este trabajo, los colocaron en el retículo endoplásmico y en las superficies de las células- y de esta manera pudieron notar el momento exacto en el que la nicotina se introdujo en las células.

Al hacer películas de células que contienen biosensores en un plato de laboratorio, el equipo descubrió que la nicotina entra en el retículo endoplásmico a los pocos segundos de aparecer fuera de una célula. Además, los niveles de nicotina son más que suficientes para afectar a las nAChRs durante su ensamblaje y para acompañar a otras nAChRs en su viaje a la superficie celular. Como resultado, las neuronas son más sensibles a la nicotina, lo que aumenta las sensaciones gratificantes después de una bocanada en un cigarrillo de tabaco o un cigarrillo electrónico. En otras palabras, cuanto más fuma una persona, más rápida y fácilmente el fumador recibe un zumbido de nicotina. Esto es parte de la adicción a la nicotina.

Mientras que las películas ahora se enfocan en neuronas aisladas en el laboratorio, los científicos quieren determinar si los movimientos intracelulares de la nicotina son similares en las neuronas de ratones vivos. Además, están desarrollando biosensores para otros medicamentos, como opioides y antidepresivos, para observar cómo estos compuestos interactúan dentro y fuera de las células.

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