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La manera en como pensamos, memorizamos o aprendemos, pone a prueba la habilidad de nuestro cerebro para que funcione adecuadamente. Para hacerlo, el desarrollo cerebral y el funcionamiento del cerebro adulto tienen como base fundamental el establecimiento de redes neuronales específicas, cada una con propiedades y funciones únicas. Las neuronas participan en las correspondientes redes neuronales mediante el establecimiento de conexiones de 15-25 nm denominadas sinapsis, las cuales fueron descubiertas casi un siglo después de la invención del microscopio electrónico. Las sinapsis se componen de dos compartimentos distintos: a) la presinapsis, caracterizada por la presencia de vesículas y b) el compartimento postsináptico, caracterizado por la presencia de material electrón denso en las sinapsis excitatorias. Dado que las sinapsis constituyen una unidad funcional del cerebro, la comprensión de los eventos que conducen a la formación de las sinapsis es de primordial importancia.
El laboratorio del Dr. Boucard está interesado en las correlaciones moleculares de la formación y función sináptica. Nos enfocamos en un único juego de moléculas que son parte de la familia de receptores de adhesión acoplados a proteínas G (aGPCR). Estos GPCRs atípicos poseen un extremo N-terminal compuesto casi exclusivamente de motivos de adhesión conocidos por mediar interacciones proteína-proteína. Sin embargo, la mayoría de los receptores de esta familia se consideran como receptores huérfanos, porque no se han caracterizado sus ligandos endógenos. Hemos hipotetizado que estos motivos de adhesión están involucrados en eventos que conducen a la formación de la sinapsis y a la función a través de interacciones intermoleculares con ligandos desconocidos. Tenemos la sospecha de que estas interacciones contribuyen en la formación de la sinapsis y en la función de las redes neuronales.
Para desentrañar diferentes etapas de los eventos de formación de la sinapsis que involucran la funcionalidad y especificidad mediada por GPCRs de adhesión, hemos establecido las siguientes plataformas de investigación:
- Identificación y caracterización de ligandos potenciales de los aGPCRs mediante estrategias bioquímicas y de biología celular.
- La determinación de las vías celulares mediadas por aGPCRs usando enfoques bioquímicos y de biología celular.
- Desarrollo de herramientas que permitan visualizar la formación de las sinapsis mediadas por aGPCRs mediante microscopía confocal.
- Análisis del papel de los aGPCRs en la fisiología neuronal empleando ratones modificados genéticamente.
Esperamos entender el papel de los GPCRs de adhesión en las funciones normales de las neuronas y cómo participan en condiciones neuropatológicas como la neurodegeneración o desórdenes del desarrollo neuronal como el autismo y el déficit de atención.
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