Neurexina y neuroligina: estudio funcional de su impacto en el equilibrio entre excitación e inhibición neuronal en Caenorhabditis elegans

Abstract

Las neurexinas (NRX) y neuroliginas (NLG) son proteínas de adhesión sináptica cuya interacción transináptica es esencial para el ensamblaje de sinapsis excitatorias e inhibitorias. Mutaciones en estos genes se han vinculado a trastornos del neurodesarrollo como los Trastornos del Espectro Autista (TEA), posiblemente por generar un desequilibrio en la señalización excitatoria/inhibitoria (E/I). En este trabajo se utilizó el nematodo Caenorhabditis elegans como modelo experimental para estudiar el impacto funcional y estructural de la pérdida de función de los ortólogos nlg-1 y nrx-1. Se realizaron ensayos conductuales (respuesta de escape y giros omega), de sensibilidad farmacológica a levamisol y análisis de morfología neuronal mediante microscopía de fluorescencia. Los resultados mostraron que mutantes nlg-1 presentaron una reducción significativa en la proporción de giros omega completos, sin cambios en la sensibilidad farmacológica. Los defectos en comisuras neuronales fueron poco frecuentes y estadísticamente no significativos. En contraste, los mutantes nrx-1 presentaron hipersensibilidad a levamisol y disminución en los giros omega, sugiriendo alteraciones funcionales en el circuito motor. Estos resultados sugieren un rol de nlg-1 y nrx-1 en el mantenimiento del equilibrio sináptico, y refuerzan el valor de C. elegans como modelo para estudiar genes asociados a TEA.

Neurexins (NRX) and neuroligins (NLG) are synaptic adhesion proteins whose transsynaptic interaction is essential for the assembly of excitatory and inhibitory synapses. Mutations in these genes have been linked to neurodevelopmental disorders such as Autism Spectrum Disorders (ASD), possibly by generating an imbalance in excitatory/inhibitory (E/I) signaling. In this study, the nematode Caenorhabditis elegans was used as an experimental model to study the functional and structural impact of the loss of function of the nlg-1 and nrx-1 orthologs. Behavioral assays (escape response and omega turns), pharmacological sensitivity to levamisole, and neuronal morphology analysis using fluorescence microscopy were performed. The results showed that nlg-1 mutants exhibited a significant reduction in the proportion of complete omega turns, without changes in pharmacological sensitivity. Defects in neuronal commissures were rare and not statistically significant. In contrast, nrx-1 mutants displayed hypersensitivity to levamisole and a reduction in omega turns, suggesting functional alterations in the motor circuit. These results suggest a role for nlg-1 and nrx-1 in maintaining synaptic balance and reinforce the value of C. elegans as a model for studying genes associated with ASD.