Las enfermedades neurodegenerativas pueden ser
MADRID, 4 (EUROPA PRESS)
Investigadores de la Universidad de Rockefeller (Estados Unidos) han descubierto que el problema de las enfermedades neurodegenativas podría radicar en el sistema que transporta los proteasomas, la maquinaria molecular que descompone las proteínas, a lugares específicos dentro de una célula.
Todas las enfermedades neurodegenerativas tienen un hilo común: la aparición de grupos de proteínas en el cerebro, como las placas de beta-amiloide en la enfermedad de Alzheimer y los agregados de alfa sinucleína en la enfermedad de Parkinson. La causa raíz de esta acumulación ha sido difícil de determinar, pero estos científicos, en un par de estudios realizados en moscas y ratones, identifican un nuevo culpable, lo que abre una nueva vía para el desarrollo de tratamientos.
"Este es el primer estudio en encontrar un mecanismo por el cual los proteasomas se mueven a las terminaciones nerviosas para hacer su trabajo. Cuando este mecanismo se interrumpe, hay graves consecuencias para la función y la supervivencia a largo plazo de las células nerviosas", explica Hermann Steller, autor principal de este trabajo, que se ha publicado en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.
Los proteasomas se producen en el cuerpo celular de una neurona y necesitan ser transportados a largas distancias para llegar a las terminaciones nerviosas donde la neurona se conecta con otras células, un viaje de más de un metro en algunos casos. Cuando los proteasomas no logran llegar a estos centros críticos de comunicación, la célula se 'confunde'.
"En lugar de ser degradadas, las proteínas dañadas en estos sitios permanecen el tiempo suficiente para interactuar con otros socios de unión, formar agregados e interrumpir la función celular. Con el tiempo, esto causa degeneración de las fibras nerviosas y, en última instancia, muerte celular", comenta Steller.
Cuando los investigadores comenzaron a analizar el sistema de transporte de proteasomas en moscas de la fruta, identificaron una proteína llamada 'PI31', que juega un papel crucial en la carga de los proteasomas en los componentes celulares que los transportan. En estas investigaciones, muestran que 'PI31' mejora la unión y promueve el movimiento de los proteasomas con motores celulares. Sin él, el transporte se detiene. Esto sucede tanto en las neuronas de moscas como en las de ratones, lo que sugiere que el mecanismo de transporte es común entre muchas especies.
Profundizando en lo que sucede cuando 'PI31' es defectuoso, los científicos generaron ratones cuyo 'PI31' fue desactivado en dos grupos de células cerebrales con extensiones particularmente largas. Según sus hallazgos, sin 'PI31', los proteasomas no pueden viajar, resultando en niveles anormales de proteínas en las puntas de las ramas neuronales. Las neuronas que carecen de 'PI31' también parecen peculiares, tanto con respecto a sus ramas como a sus sinapsis, las estructuras donde se conectan las ramas de dos neuronas.
"Estos cambios estructurales se hicieron progresivamente más severos con la edad. La inactivación de 'PI31' en estas neuronas recuerda a los severos defectos anatómicos y de comportamiento que vemos en algunas enfermedades neurogenerativas humanas", argumenta Steller.
El investigador y su equipo está ahora trabajando para determinar si 'PI31', o las moléculas que afectan su actividad, son dianas viables para un posible medicamento. El hecho de que 'PI31' parece estar involucrado en las primeras etapas de la degeneración de las células nerviosas es especialmente convincente, ya que podría significar que los fármacos que bloquean esta proteína podrían tener el potencial de detener el daño cerebral en las primeras etapas del proceso.
En cuanto a lo que realmente causa que los cerebros se degeneren, Steller cree que la formación de agregados no es probablemente el mecanismo directo de la enfermedad, sino más bien un síntoma de problemas mayores. "Nuestro trabajo sugiere que realmente comienza con un defecto local en los proteasomas, lo que resulta en el fracaso para degradar proteínas que son críticas para la función nerviosa. Estas proteínas no digeridas forman agregados y activan vías adicionales de control de daños. Pero eventualmente, estos sistemas de remoción están desbordados, lo que causa una lenta pero constante progresión a una enfermedad detectable", concluye.