El trabajo de investigación, publicado en el Journal of Federation of American Societies for Experimental Biology (The FASEB Journal), tiene por autores a Jordi García-Fernández, Salvatore D'Aniello y Somorjai Ildiko, desde el Departamento de Genética de la UB y el Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB), y por Enza Topo y Antimo D'Aniello, del Departamento de Neurobiología del Zoológico Anton Dohrn la Estación de Investigación en Nápoles.
D-Asp es un aminoácido que se descubrió en 1977 en los cerebros de los calamares y pulpos por un grupo de investigación coordinado por Antimo D'Aniello (Estación de Investigación Zoológica de Nápoles). Desde su descubrimiento, esta molécula ha sido objeto de varios estudios realizados en Italia y en todo el mundo. El artículo publicado en la revista FASEB Journal proporciona la primera descripción de la actividad del ácido D-aspártico como neurotransmisor en dos especies animales distintas evolutiva: la rata parda (Rattus norvergicus) y el calamar Europea (Loligo vulgaris).
Salvatore D'Aniello, primer autor del artículo, explica que, "Los neurotransmisores químicos primero fueron descubiertos hace unos 40 años, pero hasta ahora ningún estudio había hecho un descubrimiento tan simple, pero el novel D-Asp no es diferente a otros clásicos amino neurotransmisores como el ácido serina o el glutamato, que ya han sido ampliamente investigado. " Los neurotransmisores son las moléculas que transmiten señales químicas en el sistema nervioso. La transmisión sináptica, que puede ser química o eléctrica, se facilita en un 20 neurotransmisores químicos, incluyendo los aminoácidos (L-glutamina, el GABA) péptidos (copamine, noradrenalina, vasopresina, insulina), aminas (adrenalina, serotonina) o el óxido nítrico gases ( , ácido sulfúrico).
"En nuestro estudio", explica Salvatore D'Aniello, "encontramos que la D-Asp cumple todos los criterios que caracterizan a las moléculas biológicas y muestra que la actividad del neurotransmisor: están presentes en altas concentraciones en las vesículas sinápticas de las terminales del axón, la síntesis de este de aminoácidos se produce en las neuronas por la conversión de L-Asp a D-Asp racemasa viad-aspartato, la despolarización de las terminaciones nerviosas con los iones de potasio provoca una liberación inmediata de D-Asp en forma de Ca2 + dependientes; receptores específicos para D-Asp se producen en el membrana postsináptica, y la estimulación de las terminaciones nerviosas con D-Asp desencadena la transducción de señales mediante el aumento de la AMPc como segundo mensajero ". D-Asp juega un papel importante en las fases iniciales del desarrollo del sistema nervioso central en los vertebrados e invertebrados. En los seres humanos, ratones y pollos, grandes cantidades de esta molécula se producen en el cerebro durante el desarrollo embrionario.
Después del nacimiento, D-Asp cae a en cuestión de minutos y se mantiene así durante la vida adulta. La evidencia sugiere que la molécula está involucrada en el proceso de aprendizaje y la memoria en ratas y mejora las capacidades cognitivas de los animales en una serie de experimentos. Según el profesor Jordi García-Fernández, "La investigación básica conduce a avances en el trabajo aplicado mediante la descripción de nuevos mecanismos funcionales que explican la compleja maquinaria biológica del sistema nervioso. Este estudio es de particular interés en el campo de la demencia, ya que describe un nuevo neurotransmisor con un uso potencial en el tratamiento de ciertas enfermedades neurológicas (enfermedad de Parkinson, esquizofrenia, etc.) "
Para el proyecto recogido en el FASEB Journal, el equipo de la UB Departamento de Genética analizó el contenido de D-Asp en el sistema nervioso central de modelos animales, se realizaron análisis inmunohistoquímicos y llevó a cabo el estudio comparativo. Aunque ningún estudio adicional de D-Asp en el ser humano está previsto a corto plazo, el equipo de la UB está trabajando en un nuevo desafío, relacionado: aislar el receptor específico para D-Asp, un logro que representaría un gran paso adelante en el desarrollo de posibles aplicaciones terapéuticas.
New Neurotransmitter With Potential Applications in the Treatment of Neurological Diseases
A team of scientists has discovered that D-aspartic acid (D-Asp) is a novel neurotransmitter that could potentially be used in the fight against neurological diseases such as Parkinson's and schizophrenia.
The research paper, published in the Journal of Federation of American Societies for Experimental Biology (The FASEB Journal), is authored by Jordi García-Fernàndez, Salvatore D'Aniello and Ildiko Somorjai, from the UB's Department of Genetics and the Institute of Biomedicina of the University of Barcelona (IBUB), and by Enza Topo and Antimo D'Aniello, from the Department of Neurobiology of the Anton Dohrn Zoological Research Station in Naples.
D-Asp is an amino acid that was discovered in 1977 in the brains of squid and octopus by a research group coordinated by Antimo D'Aniello (Zoological Research Station, Naples). Since its discovery, this molecule has been the subject of several studies carried out in Italy and around the world. The article published in the FASEB Journal provides the first description of the activity of D-aspartic acid as a neurotransmitter in two evolutionary distinct animal species: the brown rat (Rattus norvergicus) and the European squid (Loligo vulgaris).
Salvatore D'Aniello, first author of the article, explains that, "The first chemical neurotransmitters were discovered some 40 years ago, but until now no study had made such a simple but novel discovery. D-Asp is no different to other classic amino acid neurotransmitters such as serine or glutamate, which have already been extensively researched." Neurotransmitters are molecules that transmit chemical signals in the nervous system. Synaptic transmission, which can be either electrical or chemical, is facilitated by 20 chemical neurotransmitters, including amino acids (L-glutamine, GABA) peptides (copamine, noradrenaline, vasopressin, insulin), amines (adrenaline, serotonin) or gases (nitric oxide, sulphuric acid).
"In our study," explains Salvatore D'Aniello, "we found that D-Asp meets all of the criteria that characterize biological molecules that exhibit neurotransmitter activity: they are present in high concentrations in the synaptic vesicles of axon terminals; synthesis for this amino acid occurs in neurons by conversion of L-Asp to D-Asp viaD-aspartate racemase; depolarization of nerve endings with potassium ions evokes an immediate release of D-Asp in a Ca2+ dependent manner; specific receptors for D-Asp occur at the postsynaptic membrane; and stimulation of nerve endings with D-Asp triggers signal transduction by increasing the second messenger cAMP." D-Asp plays an important role in the initial phases of central nervous system development in vertebrates and invertebrates. In humans, mice and chicken, large quantities of this molecule are produced in the brain during embryonic development.
After birth, D-Asp falls to minute levels and remains like this throughout adult life. Evidence suggests that the molecule is involved in the learning process and memory function in rats and enhances the cognitive capabilities of animals in a range of experiments. According to professor Jordi García-Fernàndez, "Basic research leads to advances in applied work by describing new functional mechanisms that explain the complex biological machinery of the nervous system. This study is of particular interest in the field of dementia, as it describes a novel neurotransmitter with a potential use in the treatment of certain neurological diseases (Parkinson's disease, schizophrenia, etc.)."
For the project reported in the FASEB Journal, the team from the UB's Department of Genetics analysed D-Asp content in the central nervous system of animal models, performed immunohistochemical analyses and carried out the comparative study. Although no further study of D-Asp in humans is planned in the short term, the UB team is working towards a new, related challenge: to isolate the specific receptor for D-Asp, an achievement that would represent a huge step forward in the development of possible therapeutic applications.
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