La melatonina y sus derivados mejoran la memoria a largo plazo

Sin embargo, los mecanismos moleculares que subyacen a la mejora de la memoria inducida por la melatonina siguen siendo esquivos. Ahora, investigadores de la Universidad de Sofía, en Japón, han obtenido hallazgos importantes que contribuyen significativamente a aclararlos.

Con respecto a la premisa del estudio, el autor principal, el profesor Atsuhiko Chiba, del Departamento de Materiales y Ciencias de la Vida de la Universidad de Sofía, asegura: “Nuestro estudio tenía como objetivo investigar los efectos de la melatonina, ramelteon y N1-acetil-5-metoxiquinuramina en los niveles relativos de fosforilación de las proteínas relacionadas con la memoria para explorar las vías de señalización asociadas con los efectos de la melatonina que mejoran la memoria mediada por receptores y no receptores”.

Los experimentos mostraron que la administración de melatonina mejoraba la memoria en ratones

El equipo de investigación, que incluía al doctor Masahiro Sano, de la Universidad de Tohoku, y al doctor Hikaru Iwashita, de la Universidad Médica de Kansai, examinó los efectos de tres compuestos en la formación de la memoria; estos compuestos eran la melatonina, una hormona secretada por la glándula pineal ubicada en el cerebro; N1-acetil-5-metoxiquinuramina (AMK), metabolito biológico de la melatonina; y ramelteon, un fármaco que se une y activa el receptor de melatonina. 

Además, examinaron la fosforilación o adición bioquímica de grupos fosfato a las estructuras de las proteínas en cinco proteínas clave involucradas en la formación de la memoria. Estos incluyeron la proteína quinasa regulada por señal extracelular (ERK), la quinasa dependiente de calcio/calmodulina IIα (CaMKIIα), CaMKIIβ, CaMKIV y la proteína de unión al elemento de respuesta cAMP (CREB).

Los experimentos iniciales realizados en ratones macho mostraron claramente que la administración de melatonina, ramelteón o AMK en dosis de 1 mg/kg facilitó la formación de la memoria a largo plazo. Los investigadores no investigaron los efectos de los tres compuestos en ratones hembra para evitar cualquier posible variabilidad de los datos resultante de los ciclos reproductivos que ocurren en las hembras de los mamíferos.

Reconocimiento de objetos

La formación de la memoria a largo plazo en ratones machos se evaluó mediante la realización de una serie de experimentos basados ​​en la nueva tarea de reconocimiento de objeciones o NORT. En este estudio, los ratones de laboratorio que se estaban investigando primero se aclimataron a una arena experimental durante 5 minutos al día durante tres días consecutivos. El cuarto día se colocaron dos objetos idénticos en la arena experimental y se permitió a los ratones explorar estos objetos durante 5 minutos (fase de entrenamiento). 

Veinticuatro horas después del cese de dicha fase, los ratones macho se sometieron a prueba. Durante el periodo de prueba, uno de los dos objetos familiares fue reemplazado por un objeto nuevo o desconocido. Un observador entrenado registró la cantidad de tiempo que los ratones dedicaron a explorar cada objeto, una buena medida de la memoria de reconocimiento de objetos.   

Fosforilación

Luego, los investigadores estudiaron los efectos de ramelteon y AMK en la fosforilación de ERK, CaMKIIα, CaMKIIβ, CaMKIV y CREB en el cerebro de ratones macho. En el hipocampo, que es el centro de aprendizaje y memoria del cerebro de los mamíferos, el tratamiento con ramelteon/AMK aumentó significativamente la fosforilación de ERK y CREB. 

Sin embargo, estos fármacos redujeron significativamente la fosforilación de CaMKIIα/β en la misma región del cerebro. En la corteza perirrinal (PRC), que también está asociada con funciones de memoria, tanto ramelteon como AMK aumentaron significativamente ERK, y solo ramelteon aumentó significativamente la fosforilación de CaMKIIβ. En el hipocampo/PRC, ramelteon/AMK no afectó a la fosforilación de CaMKIV.        

Hablando de los resultados del estudio, el profesor Chiba concluye: “Nuestros hallazgos sugieren que la melatonina participa en la promoción de la formación de la memoria de reconocimiento de objetos a largo plazo mediante la modulación de los niveles de fosforilación de las proteínas relacionadas con la memoria, como ERK, CaMKII y CREB en ambos vías de señalización mediadas por receptores y no mediadas por receptores”.

Posibles implicaciones

¿Qué implicaciones podrían tener los hallazgos de este estudio en los humanos? Los investigadores creen que los resultados de su estudio contribuirán al desarrollo de nuevos medicamentos que pueden mejorar la función de la memoria en personas que sufren de deterioro de la memoria relacionado con la edad con menos efectos secundarios. Para una sociedad global que envejece constantemente, este es realmente un descubrimiento notable.

Artículo de referencia: Effects of melatonin on phosphorylation of memory-related proteins in the hippocampus and the perirhinal cortex in male mice