La discapacitat intel·lectual és un impediment per moltes persones que, a diferència amb altres condicions i malalties, encara no té un tractament validat. Però existeix un esforç internacional per trobar teràpies que millorin les capacitats intel·lectuals de les persones amb la síndrome de Down. Una de les línies de recerca es centra en un compost abundant al te verd, l’epigalocatequina gal·lat. Aquest compost natural millora la funció executiva i la memòria a ratolins model de síndrome de Down, on s’han triplicat molts dels gens del cromosoma 21 humans amb tècniques d’enginyeria genètica. L’epigalocatequina gal·lat també millora la funció executiva a persones amb les síndromes de Down i X fràgil i, per tant, el seu us com a teràpia cognitiva és molt prometedor.

Però existeixen limitacions importants pel seu us generalitzat. Se sap que l’epigalocatequina gal·lat actua sobre nombroses dianes cel·lulars i no està clar quines d’aquestes dianes estan implicades en la millora cognitiva. A més, manca una descripció detallada dels substrats neurals que causen la millora. De fet, les alteracions en l’activitat neuronal i en la connectivitat cerebral a la síndrome de Down son pràcticament desconegudes. Fins ara els dèficits cognitius s’havien associat a determinades alteracions a nivell molecular i cel·lular derivades de la trisomia del cromosoma 21. Aquestes mesures però son estàtiques i mancava una descripció més funcional i dinàmica dels efectes que el compost té sobre l’activitat cerebral. Només es disposava d’informació indirecta fruit d’estudis de neuroimatge en humans.

El meu grup de recerca de l‘Institut Hospital del Mar d’Investigacions Mèdiques (IMIM) ha investigat les bases neurals de la discapacitat intel·lectual en ratolins amb la síndrome de Down i l´efecte de l´epigalocatequina gal·lat per tal de contestar aquestes preguntes. L’estudi ha consistit en enregistrar activitat neuronal simultàniament a dues regions cerebrals crítiques per a l’aprenentatge i la memòria, l’escorça prefrontal i l’hipocamp, en ratolins trisòmics i els seus germans no trisòmics durant períodes de descans, de son i durant la realització d’una tasca senzilla de memòria. Els registres es van realitzar abans i després del tractament amb epigalocatequina gal·lat administrada a l’aigua de beure durant un mes. Es van analitzar les alteracions en l’activitat de xarxes neuronals a les dues regions i la connectivitat del circuit que correlacionaven amb les capacitats de memòria i es va veure que es corregien amb l’extracte de te verd.

L’estudi ha posat de manifest que les xarxes neuronals implicades en la memòria i l’aprenentatge estan massa activades i que la connectivitat dels circuits cognitius és desordenada (la informació no viatja entre les àrees cerebrals correctament). Així mateix, hem observat que l’activitat neuronal durant el son també està alterada i probablement interfereix en la consolidació de la memòria. L’estudi ha identificat inclús biomarcadors en l´activitat cerebral que poden predir els dèficits de memòria dels ratolins i que es corregeixen amb l’epigalocatequina gal·lat.

Aquests resultats suggereixen que tant la hiperactivitat de xarxes neuronals com les deficiències en la connectivitat de circuits cerebrals són mecanismes que contribueixen als dèficits de funció executiva i de memòria en la síndrome de Down. Tanmateix l’estudi dona claus per comprendre els mecanismes cel·lulars subjacents a les millores cognitives observades en persones amb la síndrome de Down després del tractament amb epigalocatequina gal·lat. Aquests resultats obren, per tant, noves possibilitats terapèutiques pel tractament de la discapacitat intel·lectual. L’estudi s’ha publicat recentment a la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences dels Estats Units.

Actualment el meu grup està avaluant els efectes que té l’estimulació cognitiva durant el desenvolupament cerebral en ratolins amb la síndrome de Down. Això és rellevant per comprendre els mecanismes cel·lulars de l’estimulació cognitiva que es fa servir habitualment per millorar la discapacitat intel·lectual en persones. Esperem que les nostres investigacions ajudin a accelerar el desenvolupament de nous tractaments per la discapacitat intel·lectual.

Dra. Victòria Puig

Informació sobre l´estudi: Prefrontal–hippocampal functional connectivity encodes recognition memory and is impaired in intellectual disability. Maria Alemany-González, Thomas Gener, Pau Nebot, Marta Vilademunt, Mara Dierssen, and Victoria Puig. Proceedings of the National Academy of Sciences Maig 2020. https://doi.org/10.1073/pnas.1921314117

Victòria Puig és llicenciada en Bioquímica i doctora en Neurociències per la Universitat de Barcelona. Ha realitzat estades postdoctorals al Japó i als Estats Units (Massachusetts Institute of Technology). Actualment lidera el grup de Neuromodulació de Xarxes Neuronals i Circuits a l´Institut Hospital del Mar d´Investigacions Mèdiques (IMIM).

El seu laboratori investiga com l´activitat de xarxes neuronals contribuiex als processos cognitius en ratolins normals i en models murins de malalties cerebrals (síndrome de Down, esquizofrènia, epilèpsia). L´objectiu final de les seves investigacions és desenvolupar nous tractaments per la millora cognitiva de persones amb discapacitat intel·lectual. És una experta mundial en neurofisiologia, neurociència cognitiva i  farmacologia en micos i rossegadors i les seves contribucions s´han publicat a nombroses revistes internacionals.

Victòria Puig és també una activa divulgadora de la ciència, ha participat com a conferenciant convidada en múltiples reunions internacionals i ha dirigit 3 tesis doctorals.