Investigadores de la Universidad de Linköping (Suecia) han hallado una mutación previamente desconocida en niños con epilepsia. Se trata únicamente de un solo nucleótido que es diferente, en el gen KCNA2 , que produce una proteína de canal iónico. Los canales iónicos son proteínas que forman poros en la membrana de la superficie celular e importantes para la función cerebral. Cuando los canales se abren, permiten el flujo de iones cargados eléctricamente específicos dentro o fuera de la célula. Esto desencadena o termina los impulsos eléctricos en las células, como las células nerviosas o musculares.

Por lo general, este proceso mantiene un equilibrio en el cerebro entre las señales que aumentan la actividad celular y las que la suprimen. En la epilepsia, el equilibrio se altera y las células nerviosas envían señales de forma descontrolada. El canal de iones que ha mutado en el paciente normalmente tiene un efecto amortiguador en la señalización nerviosa.

"Estudiar los efectos de las mutaciones en los canales iónicos puede brindar pistas vitales sobre los mecanismos de la enfermedad y las posibles estrategias terapéuticas", según Michelle Nilsson, estudiante de doctorado en el grupo de investigación de Pantazis y autora principal del estudio.

"Lo interesante de este canal iónico es que tanto las mutaciones que aumentan la función como las que la disminuyen se han relacionado con la epilepsia. Parece que se necesita la cantidad justa de actividad, de lo contrario aumenta el riesgo de desarrollar convulsiones", según Antonios Pantazis, profesor asociado del Departamento de Ciencias Biomédicas y Clínicas y del Centro Wallenberg de Medicina Molecular de la Universidad de Linköping.

Usando diversos métodos experimentales, el equipo de investigación descubrió en un paciente que las células podían producir las proteínas mutantes del canal, pero no podían transportarlas a su membrana superficial. Como los canales mutantes quedaron atrapados dentro de la célula, no hubo actividad medible del canal iónico.

Partiendo de la existencia de dos copias de la mayoría de nuestros genes, el paciente tenía una copia mutada y una normal, por lo que cabría esperar que tuviera un 50 % de canales iónicos funcionales. Pero cuando los científicos reprodujeron esta condición en el laboratorio, resultó que la actividad del canal era tan baja como un 20 por ciento, en comparación con lo normal. Aparentemente, la mutación también disminuyó la función de las proteínas normales: una mutación "negativa dominante". "Para entender cómo sucedió esto, debemos considerar que este canal iónico comprende cuatro proteínas interconectadas", según los investigadores que demostraron que las proteínas del gen mutante pueden conectarse con las proteínas producidas por la copia normal y también mantenerlas atrapadas dentro de la célula.

Genes de canales iónicos relacionados con ´KCNA2´

Las proteínas elaboradas a partir de estos diferentes genes a menudo se mezclan para formar canales iónicos. Cuando los científicos mezclaron proteínas del mutante KCNA2 con las del gen relacionado KCNA4 , encontraron que también se impedía que las proteínas KCNA4 se transportaran a la superficie celular.

Pantazis explicó que cuando diferentes proteínas de canal se combinan entre sí para crear canales iónicos mixtos, da lugar a la gran diversidad y complejidad de la señalización de las células nerviosas. "Esta diversidad es importante para los procesos que asociamos con el funcionamiento del cerebro, como los pensamientos, la conciencia y la capacidad de imaginar. Sin embargo, esta capacidad de las proteínas del canal para combinarse también confiere una desventaja, ya que el cerebro se vuelve vulnerable a mutaciones negativas dominantes únicas, que pueden perturbar la función de varios canales iónicos y causar enfermedades neurológicas", concluyó