La vitamina D altera las neuronas en desarrollo en el circuito de dopamina del cerebro, según un estudio

Los neurocientíficos de la Universidad de Queensland han descubierto cómo la deficiencia de vitamina D afecta el desarrollo de las neuronas en la esquizofrenia, utilizando una nueva tecnología. El artículo fue publicado en el Revista de neuroquímica.

El profesor Darryl Eyles se basó en investigaciones anteriores de su laboratorio en el Instituto del Cerebro de Queensland que vinculan la deficiencia materna de vitamina D y los trastornos del desarrollo cerebral, como la esquizofrenia, para comprender los cambios funcionales que tienen lugar en el cerebro.

La esquizofrenia está asociada con muchos factores de riesgo del desarrollo, tanto genéticos como ambientales. Si bien se desconocen las causas neurológicas precisas del trastorno, lo que se sabe es que la esquizofrenia está asociada con un cambio pronunciado en la forma en que el cerebro usa la dopamina, el neurotransmisor al que a menudo se hace referencia como la «molécula de recompensa» del cerebro.

El profesor Eyles ha seguido los mecanismos que podrían relacionarse con la liberación anormal de dopamina y descubrió que la deficiencia materna de vitamina D afecta el desarrollo temprano y la posterior diferenciación de las neuronas dopaminérgicas.

El equipo del Queensland Brain Institute desarrolló células similares a la dopamina para replicar el proceso de diferenciación en neuronas dopaminérgicas tempranas que generalmente tiene lugar durante el desarrollo embrionario.

Cultivaron las neuronas tanto en presencia como en ausencia de la hormona activa de vitamina D. En tres sistemas modelo diferentes, mostraron que el crecimiento de neuritas de dopamina aumentó notablemente. Luego mostraron alteraciones en la distribución de proteínas presinápticas responsables de la liberación de dopamina dentro de estas neuritas.

«Lo que encontramos fue que el proceso de diferenciación alterado en presencia de vitamina D no solo hace que las células crezcan de manera diferente, sino que recluta maquinaria para liberar dopamina de manera diferente», dijo el profesor Eyles.

Utilizando una nueva herramienta de visualización conocida como falsos neurotransmisores fluorescentes, el equipo pudo analizar los cambios funcionales en la captación y liberación de dopamina presináptica en presencia y ausencia de vitamina D.

Demostraron que la liberación de dopamina mejoró en las células cultivadas en presencia de la hormona en comparación con un control.

«Esta es una evidencia concluyente de que la vitamina D afecta la diferenciación estructural de las neuronas dopaminérgicas».

Aprovechar los avances en la orientación y visualización de moléculas individuales dentro de las terminales nerviosas presinápticas ha permitido al profesor Eyles y su equipo explorar más a fondo su creencia de larga data de que la deficiencia materna de vitamina D cambia la forma en que se forman los circuitos dopaminérgicos tempranos.

El equipo ahora está explorando si otros factores de riesgo ambientales para la esquizofrenia, como la hipoxia materna o la infección, alteran de manera similar la trayectoria de la diferenciación de las neuronas de dopamina.

Eyles y su equipo creen que tales alteraciones tempranas en la diferenciación y función de las neuronas de dopamina pueden ser el origen del desarrollo neurológico de la disfunción de la dopamina más adelante en adultos que desarrollan esquizofrenia.