El cos estriat és una regió cerebral encarregada del control motor, la formació d’hàbits, la presa de decisions, la motivació i el sistema de reforç, entre d’altres tasques, i la seva disfunció ha estat associada amb malalties neurològiques i psiquiàtriques. Un dels neurotransmissors més importants en aquesta regió és la dopamina, que fa una gran varietat de funcions biològiques, segons el tipus de receptor a què s’uneixi. 

L’estudi publicat a Nature Communications s’ha centrat en els receptors D2 i ha demostrat que, contràriament al que es pensava, no totes les neurones dels cos estriat que expressen aquests receptors tenen les mateixes funcions, sinó que la posició neuro-anatòmica hi juga un paper clau. Els investigadors han descobert centenars de marcardors moleculars dependents de la localització de les neurones, que donen lloc a nombroses subpoblacions neuronals. 

“L’estudi demostra que al cos estriat hi ha una gran diversitat de subpoblacions de neurones. Identificar aquestes subpoblacions pot ser molt útil en el disseny de tractaments per malalties en què hi hagi alteracions en els nivells de dopamina, com l’esquizofrènia, les addiccions o la malaltia de Parkinson”, explica Emma Puighermanal-Puigvert, investigadora de l’Institut de Neurociències (INC) i del d'investigadors de l'INC i del Departament de Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia i primera autora de l’article. “Això ens pot permetre ser més específics a l’hora d’adreçar-nos selectivament a les neurones afectades i reduir així els efectes secundaris dels fàrmacs”. En el treball han participat també els investigadors de l’INC i del mateix departament Albert Quintana i Elisenda Sanz.

L’equip de recerca ha analitzat en models de ratolí, a través de diverses tècniques molt novedoses, de quina manera s’expressen els gens d’aquestes neurones en les dues àrees principals de l’estriat: l’estriat ventral, que bàsicament consisteix en el nucli accumbens, i l’estriat dorsal, i han observat grans diferències entre les dues zones. En funció de l’àrea on es trobi la neurona i del subtipus que sigui, s’hi expressen unes proteïnes o unes altres, la qual cosa fa que canviïn les seves característiques i les tasques en què s’implica. 

El treball també ha aprofundit en l’estudi d’un tipus de neurones localitzades sobretot en el nucli accumbens, les que expressen la proteina WFS1, i ha analitzat els efectes derivats de la supressió específica dels seus receptors D2. El resultat és que els ratolins fan menys excavacions, un comportament innat del que encara se’n desconeixien els mecanismes neuronals implicats que els animals fan per buscar aliment, trobar refugi o amargar-se d’un depredador. L’equip d’investigadors també ha observat que si s’augmenten els nivells de dopamina d’aquests ratolins, a través de l’administració d’amfetamina, presenten uns patrons de moviment exagerats, fet que demostra el paper clau d’aquests receptors en la resposta a psicoestimulants.

A més de demostrar la gran complexitat i especificitat funcional de les diferents subpoblacions de neurones que expressen el receptor D2, l’estudi revela també la possibilitat de manipular subpoblacions neuronals determinades per comprendre millor la seva funció, tant dins d’un context fisiològic com patològic.

Diversitat neuronal al cos estriat. A l’esquerra, una vista coronal d’un cos estriat de ratolí, incloent l’estriat dorsal i el nucli accumbens, en què diferents tincions marquen les diverses poblacions neuronals. A la dreta, una magnificació de la imatge, mostrant la gran varietat de subpoblacions neuronals de l’estriat.

Referència: Puighermanal E, Castell L, Esteve-Codina A, Melser S, Kaganovsky K, Zussy C, Boubaker-Vitre J, Gut M, Rialle S, Kellendonk C, Sanz E, Quintana A, Marsicano G, Martin M, Rubinstein M, Girault JA, Ding JB, Valjent E. Functional and molecular heterogeneity of D2R neurons along dorsal ventral axis in the striatum. Nat Commun. 2020 Apr 23;11(1):1957. doi: 10.1038/s41467-020-15716-9. Disponible a: https://www.nature.com/articles/s41467-020-15716-9.pdf