Mientras que el glutamato del neurotransmisor es el mensajero excitador principal en el cerebro, el neurotransmisor GABA es el mensajero inhibitorio principal, enviando las señales que reducen la excitación y la ansiedad. Dos otros neurotransmisores, dopamina y serotonina, modulan la actividad de circuitos de los nervios para influenciar humor, sueño y otros aspectos del comportamiento.

Los científicos han sabido por varios años cerca de dos transportadores vesiculares del glutamato, VGLUT1 y VGLUT2. Como sería predicho, les expresan en las células nerviosas que lanzan el glutamato. Más recientemente, los científicos han identificado VGLUT3. A su sorpresa, han descubierto que VGLUT3 es expresado sobre todo por las células nerviosas que lanzan GABA, la serotonina y la acetilcolina, otro neurotransmisor. VGLUT3 también se lanza en algunas células del no-nervio, en tejidos fuera del cerebro. Estos resultados llevaron a científicos a sospechar que VGLUT3 pudo apoyar una cierta función con excepción de la neurotransmisión.

En el estudio actual, publicado en la aplicación del 24 de enero de 2008 la “neurona,” el equipo exploró el papel de VGLUT3 en los ratones genético dirigidos para carecer el transportador. El efecto era dramático.

Los “ratones que carecen el transportador son totalmente sordos de nacimiento,” dice a autor mayor del estudio, Roberto Edwards, MD, profesor de la neurología y de la fisiología en la Universidad de California, San Francisco. “Por otra parte, tenían asimientos significativos.”

Como el gene que codifica VGLUT3 se sabe para tener variaciones de la secuencia en seres humanos, es posible que éstos u otras variaciones puede estar la causa subyacente de la sordera o la epilepsia en seres humanos, según los investigadores. Ella planea defender a gente con estas condiciones para las variaciones en el gene vglut3, dice a primer autor del estudio, sello de Rebecca, PhD, compañero postdoctoral en el laboratorio de Edwards

Además, porque los ratones en el estudio carecieron la proteína en todas las células que la harían normalmente, el equipo planea hacer un “golpe de gracia condicional,” en cuál se hace inactivo el gene solamente en tipos específicos de células nerviosas. Esto revelará qué células nerviosas que expresan VGLUT3 explicar una función particular del cerebro.

Al principio del estudio, el equipo sabía que VGLUT3 fue expresado durante el desarrollo del cerebro por una población de neuronas inhibitorias de GABAergic en el camino del médula oblonga que transmite la información sobre sonido. Sospecharon que la ausencia de VGLUT3 -- cuál permitiría el lanzamiento del glutamato excitador -- pudo producir un defecto sutil en la localización sana. En lugar, los animales eran totalmente sordos.

La explicación, aprendieron, eran que VGLUT3 contribuye al lanzamiento del glutamato en un punto clave en la producción de sonido. Resulta que las células de pelo internas de la cóclea, que se saben para convertir la entrada auditiva, o de la señal, en lanzamiento del glutamato, VGLUT3 expreso, y el transportador contribuyen al lanzamiento del glutamato sobre la primera neurona en el camino que lleva el sonido en el cerebro. Sin VGLUT3, no se lanza ningún glutamato en esa sinapsis.

Los científicos también sabían desde el principio que VGLUT3 es expresado por un subconjunto de neuronas en el hipocampo y la corteza que se sepan para lanzar el transmisor inhibitorio GABA. La presencia de VGLUT3 sugirió que estas neuronas pudieran también lanzar el glutamato excitador. Puesto que las neuronas inhibitorias contribuyen a una gama de oscilaciones en actividad de la onda cerebral, el equipo presumió que la interrupción de estos sistemas pudo afectar a actividad de la onda cerebral en la corteza.

De hecho, un EEG (electroencephalograph) reveló que todos los ratones tenían asimientos, e incluso cuando no tenían verdaderos ataques ellos tenía descargas eléctricas anormales en el cerebro, conocido como actividad del “epilepiform”. Asombrosamente, los asimientos -- qué último hasta dos minutos -- fueron acompañados por poco o nada de cambio en comportamiento.

El equipo planea defender a pacientes jovenes con hereditario o la epilepsia del temprano-inicio para considerar si tienen mutaciones en esta proteína, dice Edwards.

Puesto que VGLUT 3 de mayo se requiera para los aspectos relativamente sutiles del comportamiento sacados no fácilmente en un ratón, los investigadores también quisieran identificar y estudiar a pacientes humanos, según Edwards. El efecto neuromodulatory del lanzamiento del glutamato por las neuronas de la serotonina, él dice, puede ser más fácil de detectar en seres humanos.

“Si encontráramos a pacientes el carecer de VGLUT3,” él dice, “nosotros podría realizar la prueba psicologica, que alternadamente nos darían una idea porqué la mayoría de las neuronas de la serotonina también lanzan el glutamato.

“Éste es un caso de un modelo del ratón llevándonos a los pacientes, que, alternadamente, a sugerir los papeles funcionales adicionales para el glutamato que podemos probar en el ratón. Los resultados nos ayudarán a entender la función básica del cerebro y cómo entra mal en enfermedad.”

Otros co-autores del estudio eran Omar Akil, departamento de UCSF de la otorrinolaringología; Eunyoung Yi, Facultad de Medicina de Johns Hopkins; Christopher M. Weber, departamento de UCSF de la otorrinolaringología; Lisa Grant, Facultad de Medicina de Johns Hopkins; Jong Yoo, Facultad de Medicina de Baylor; Cláusula de Amanda, universidad de Pittsburgh; Karl Kandler, universidad de Pittsburgh; Jeffrey L. Noebels, Facultad de Medicina de Baylor; Elisabeth Glowatzki, Facultad de Medicina de Johns Hopkins; y Lorenzo R. Lustig, departamento de UCSF de la otorrinolaringología.

El estudio fue financiado por la alianza nacional para la investigación sobre esquizofrenia y depresión y por varios institutos de los institutos nacionales de la salud, incluyendo los institutos de la salud mental, los desordenes y movimiento neurológico, las saludes infantiles y desarrollo y tenencia ilícita de drogas humanos.

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