Un equipo de investigación del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM) ha descubierto que los astrocitos, células que acompañan a las neuronas en el cerebro, desempeñan un papel clave en la formación de recuerdos al producir serina, un aminoácido necesario para la comunicación neuronal. El estudio, publicado en Nature Communications, demuestra en ratones que las alteraciones metabólicas de estas células afectan a la plasticidad sináptica y provocan problemas de memoria, que pueden revertirse mediante la suplementación de serina en la dieta.
Las células que ayudan al cerebro a recordar
Cuando pensamos en el aprendizaje y la memoria, solemos centrarnos en las neuronas, responsables de transmitir y procesar información. Sin embargo, estas células necesitan la colaboración de otras, como los astrocitos, que contribuyen al funcionamiento del cerebro.
La investigación se centra en el hipocampo, una región cerebral esencial para el aprendizaje y la formación de recuerdos. Los investigadores eliminaron de los astrocitos una proteína llamada PI3Kα, que participa en la regulación del metabolismo celular.
“Los ratones presentaron dificultades en pruebas de memoria espacial y una reducción de la plasticidad sináptica, es decir, de la capacidad de las neuronas para fortalecer o debilitar sus conexiones. Este mecanismo resulta fundamental para adaptar los circuitos cerebrales durante el aprendizaje”, indica José Antonio Esteban, autor del estudio e investigador en el CBM.
La serina, necesaria para modificar las conexiones neuronales
La clave del hallazgo está en la serina, un aminoácido que las células utilizan para producir otras moléculas esenciales. Existen dos formas, L-serina y D-serina, que son imágenes especulares entre sí y cumplen funciones diferentes.
Para que las neuronas modifiquen sus conexiones, necesitan activar unos receptores llamados NMDA, implicados en la comunicación neuronal. Estos receptores responden al glutamato, un mensajero químico del cerebro, y necesitan también D-serina para funcionar correctamente.
Las neuronas dependen de los astrocitos para disponer de L-serina, que sirve como materia prima para producir D-serina. Cuando los investigadores eliminaron PI3Kα, los astrocitos fabricaron menos L-serina, lo que redujo la disponibilidad de D-serina y alteró la plasticidad sináptica.
El metabolismo de la glucosa influye en la memoria
Los investigadores descubrieron que la ausencia de PI3Kα reducía la captación de glucosa por los astrocitos. Esta molécula proporciona energía a las células, pero también actúa como materia prima para fabricar otras sustancias, entre ellas la L-serina.
La alteración metabólica desencadena así una cadena de consecuencias: los astrocitos producen menos serina, los receptores neuronales NMDA disponen de menos D-serina y las neuronas pierden capacidad para modificar sus conexiones. El estudio establece, por tanto, una relación entre el aprovechamiento de nutrientes por las células cerebrales y los mecanismos que permiten formar recuerdos.
La suplementación con serina recupera la memoria en ratones
Para comprobar la importancia de este mecanismo, el equipo administró L-serina en la dieta de los ratones durante varias semanas. El tratamiento aumentó los niveles de serina en el cerebro y permitió recuperar el rendimiento de los animales en las pruebas de memoria espacial.
Los resultados muestran que el metabolismo de los astrocitos influye directamente en la función neuronal y cognitiva. Sin embargo, al tratarse de un estudio en ratones, todavía no permite concluir que la suplementación con serina tenga los mismos efectos en humanos.
El trabajo revela que la memoria no depende únicamente de las neuronas y de las conexiones que establecen entre sí. También está condicionada por la actividad de las células que las rodean y por su capacidad para transformar los nutrientes en sustancias esenciales para la comunicación neuronal.
Comprender estas relaciones permitirá profundizar en los mecanismos que regulan el aprendizaje y la memoria, así como investigar cómo las alteraciones del metabolismo cerebral pueden contribuir a los problemas cognitivos.
Referencia
Fernández-Rodrigo, A., García-Vilela, C., Eraso-Pichot, A. et al. Astrocytic PI3Kα controls synaptic plasticity and cognitive function via serine metabolism. Nature Communications 17, 10520 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-77319-0
