L’oxitocina i la vasopresina estan implicades en la regulació de comportaments socials complexos com la cura maternal o els vincles de parella. Les seues alteracions poden estar en la base de trastorns mentals com l’autisme, l’ansietat i l’agressivitat social o l’esquizofrènia
La combinació de noves tècniques per a transparentar el cervell i de microscòpia d’alta resolució han permés reconstruir en 3D els circuits d’oxitocina i vasopresina en el cervell del ratolí en desenvolupament amb una resolució cel·lular sense precedents. El treball, dut a terme per les investigadores Pilar Madrigal i Sandra Jurado, de l’Institut de Neurociències (IN), centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Miguel Hernández (UMH), s’ha publicat en Communications Biology, revista del grup Nature.
“La nostra anàlisi en profunditat del circuit oxitocina-vasopresina en el cervell del ratolí ha revelat que l’oxitocina i vasopresina tenen una dinàmica diferent al llarg del desenvolupament embrionari. És probable que aquestes adaptacions modulen les propietats funcionals de diferents regions del cervell segons la seua etapa de desenvolupament, contribuint al perfeccionament dels circuits neuronals que estan en la base dels comportaments socials”, explica Sandra Jurado, directora del laboratori de Neuromodulació Sinàptica i de la Unitat de Neurobiologia Cel·lular i de Sistemes de l’Institut de Neurociències.
D’estructura molt semblant, l’oxitocina i la vasopresina són dos neuropèptids molt conservats en l’escala evolutiva que estan implicats en la regulació de comportaments socials complexos com el comportament maternal o els vincles de parella.
Encara que es desconeix com l’oxitocina i la vasopresina interactuen en el cervell, nombrosos estudis en animals i humans suggereixen que les alteracions d’aquests circuits poden estar en la base de trastorns mentals caracteritzats per dèficits en la interacció social, com l’autisme, l’ansietat i l’agressivitat social o l’esquizofrènia. “Per a nosaltres ha sigut molt important identificar com es formen aquests circuits durant el desenvolupament del cervell en els ratolins, per a poder detectar les potencials alteracions que podrien estar relacionades amb trastorns socials”, ressalta Sandra Jurado, que ha liderat la investigació.
La majoria dels estudis duts a terme fins hui per a caracteritzar l’expressió de les projeccions d’oxitocina i vasopresina han emprat mètodes histològics i hibridació in situ en seccions del cervell que proporcionen informació reveladora, però que són difícils d’extrapolar a la formació de circuits tridimensionals en el cervell. A més, la majoria dels treballs anteriors s’han centrat en el cervell de rata, encara que un nombre cada vegada major d’estudis empren el ratolí com a model experimental, la qual cosa posa de manifest la necessitat de disposar de mapes de connectivitat més precisos per a aquesta espècie d’ús comú en el laboratori.
Modulació del comportament social
Produïda en l’hipotàlem, la regió del cervell encarregada de coordinar funcions essencials per a la supervivència, l’oxitocina actua com a hormona i com a neurotransmissor. Aquesta xicoteta molècula de 9 aminoàcids juga un important paper tant en funcions bàsiques com el balanç osmòtic en espècies d’invertebrats fins a conductes complexes com la reproducció i les conductes maternals en humans.
Encara que és més coneguda per augmentar la contracció muscular durant el part, també té un paper molt important en les conductes reproductives i socials. Gràcies a aquesta hormona, som capaces de mantindre relacions afectives amb els nostres semblants. I una de les relacions més primitives i fortes en mamífers és precisament l’estreta relació entre una mare i els seus fills. A més, l’oxitocina, també és coneguda popularment com a ‘hormona de l’amor’, ja que promou el contacte social, les preferències de parella i la inclinació posterior. A més, produeix sensació de seguretat i benestar i redueix l’estrés.
De manera similar, la vasopresina promou el contacte social, la preferència de parella i inclinació, modula les conductes territorials enfront de possibles rivals del mateix sexe, i incrementa l’atracció i les conductes sexuals i reproductives.
El cablejat social
En aquest estudi, Madrigal i Jurado han implementat la tècnica de clarificació IDISCO+, que permet eliminar gran part del contingut lipídic (gras) del cervell sense danyar la seua estructura, per a fer-lo transparent. Aquest mètode, en combinació amb la microscòpia fluorescent de làmina de llum (Light Sheet), permet generar reconstruccions en 3D dels sistemes oxitocinèrgic i vasopresinèrgic de tot el cervell del ratolí, des del desenvolupament primerenc fins a l’edat adulta, amb una elevada resolució cel·lular.
Gràcies a aquesta metodologia les investigadores han pogut fer una classificació precisa de les cèl·lules que sintetitzen oxitocina i vasopresina en nuclis profunds del cervell, com l’hipotàlem. I han observat que els diferents nuclis hipotalàmics mostren marcades diferències en l’expressió d’oxitocina i vasopresina durant el desenvolupament embrionari. Durant les etapes primerenques del neurodesenvolupament hi ha una elevada presència de cèl·lules mixtes (d’oxitocina i vasopresina) que decau en la majoria dels nuclis hipotalàmics a mesura que en etapes posteriors.
“És probable que aquestes adaptacions dinàmiques permeten modular els nivells d’oxitocina i vasopresina en diferents regions del cervell segons l’etapa de desenvolupament, contribuint així al perfeccionament dels circuits neuronals que estan en la base dels comportaments socials”, destaquen les investigadores. Aquestes adaptacions presenten diferències entre el cervell del ratolí i la rata, per la qual cosa aquest estudi suposa un nou referent per als investigadors que estudien el comportament social basant-se en models murins, el neurodesenvolupament dels quals comparteix moltes característiques amb el cervell humà.
Referència:
Madrigal, M.P., Jurado, S. Specification of oxytocinergic and vasopressinergic circuits in the developing mouse brain. Commun Biol 4, 586 (2021). https://doi.org/10.1038/s42003-021-02110-4
