Investigadores del Conicet en Argentina han logrado un paso importante en la comprensión del Alzheimer mediante el uso de inteligencia artificial (IA). Utilizando técnicas avanzadas, han podido visualizar un neurorreceptor vinculado a enfermedades neurológicas, permitiendo observar directamente cómo una proteína de membrana interactúa con el colesterol, un proceso que está alterado en personas que padecen Alzheimer.
Esta visualización fue lograda gracias a la sinergia entre una innovadora técnica de microscopía de super resolución, conocida como MINFLUX, y métodos analíticos basados en IA. Estos hallazgos han sido publicados en la revista Nature Communications, destacando por ofrecer una visión completamente novedosa en el estudio de los receptores de neurotransmisores.
“Los neurotransmisores desempeñan un papel fundamental en el correcto funcionamiento del sistema nervioso y su implicación en enfermedades neurológicas y psiquiátricas es significativa. Por primera vez, hemos podido observarlos directamente en células vivas interactuando con el colesterol”, dijo Francisco Barrantes del Instituto de Investigaciones Biomédicas (BIOMED).
Investigación en receptores de acetilcolina
El laboratorio de Barrantes se ha enfocado en el estudio del receptor de acetilcolina nicotínico (nAChR), una proteína que se encuentra tanto en el sistema nervioso central como periférico, y cuya alteración puede llevar a varias patologías.
Importancia de las proteínas de membrana
Las funciones y la organización de las proteínas de membrana, que actúan como receptores en la superficie celular, han sido objeto de investigación intensa debido a su relevancia en la señalización celular y la fisiología. Este conocimiento es crucial para entender las comunicaciones entre células.
Herramientas y técnicas innovadoras
Desde 2008, el grupo de Barrantes ha utilizado un microscopio de super resolución STORM, desarrollado con la colaboración del premio Nobel Stefan Hell. Esta herramienta permite observar la conducta de las células en su ambiente natural a una escala nanoscópica, superando las limitaciones del microscopio óptico convencional.
El uso de estos microscopios en conjunto con IA ha permitido mejorar la precisión de las imágenes, lo que implica que ahora pueden estudiar la conducta de las proteínas de membrana y el colesterol en tiempo real, un avance sin precedentes.
Lucas Saavedra de la Universidad Católica Argentina (UCA) contribuyó a esta investigación aplicando aprendizaje profundo y redes neuronales para analizar la dinámica del nAChR, incluyendo la identificación de patrones de difusión anómalos y la segmentación de movimientos de receptores en diversos estados.
Estos avances también tienen implicaciones significativas para otras enfermedades autoinmunes, como la miastenia gravis, y podrían abrir nuevas vías para entender patologías neurológicas y psiquiátricas que implican la agregación de receptores en la sinapsis, incluyendo el Alzheimer.