La firma bioquímica del síndrome de Down ha sido descrita por primera vez en un estudio realizado en ratones por investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) y de la Universidad de Barcelona liderado por Xavier Altafaj. Los resultados del trabajo se han publicado en la revista Frontiers in Molecular Neuroscience.

Según explica IDIBELL, la trisomía del cromosoma 21 humano asociada al síndrome de Down da lugar a un exceso en la dosis génica de determinados genes que provoca un aumento anómalo de proteínas. Esos cambios moleculares alteran la manera en que se comunican las neuronas y los circuitos neuronales.

La sinapsis glutamatérgica, entendiendo esta como la estructura celular que usa el glutamato para transmitir información, es uno de los principales sistemas de neurotransmisión del cerebro humano. El estudio se centra en un subtipo de receptores de glutamato llamados receptores de tipo NMDA para describir la firma bioquímica de las sinapsis glutamatérgicas en ratones con síndrome de Down.

“Hemos caracterizado la enorme complejidad proteica de los diferentes compartimentos sinápticos de las neuronas del hipocampo de ratones que recapitulan el síndrome de Down humano”, apunta Altafaj.

Para llevar a cabo la investigación, los científicos han usado técnicas de espectrometría de masas de última generación para identificar un elevado número de modificaciones postraduccionales de los receptores de glutamato; “básicamente su patrón de fosforilación, el llamado fosfoproteoma”, como cuenta el IDIBELL, cuyos investigadores han identificado también un conjunto de proteínas cinasa y fosfatasa que podrían ser responsables del patrón alterado de fosforilación de los receptores de glutamato.

Los datos que se han obtenido destacan el papel clave de los receptores de glutamato y sus desregulaciones en la patofisiología del síndrome de Down y plantean potenciales dianas terapéuticas.

El grupo que dirige Altafaj lleva años estudiando las bases moleculares del síndrome de Down. En investigaciones previas, demostraron que los niveles de receptores de tipo NMDA se encuentran desregulados en modelos murinos de síndrome de Down como consecuencia directa de la sobreexpresión de determinados genes candidatos de dicho síndrome. Esto, junto a indicios hallados por otros grupos, condujo a la hipótesis que llevó a realizar este estudio, financiado en parte por la Fundación La Marató de TV3, que en 2015 dedicó un programa a las enfermedades neurodegenerativas.