Descubierto el mecanismo responsable de una enfermedad neurodegenerativa  

  

Fuente, 07/01/2016

 
 

Científicos de Berna han descubierto, en una enfermedad neurodegenerativa llamada ataxia espinocerebelosa tipo 1, un mecanismo responsable de la degeneración de las células de Purkinje en el cerebelo. Los resultados de su estudio abren nuevas vías para el futuro tratamiento del cerebelo en trastornos degenerativos similares.

 Molecular Mechanism responsible for a neurodegenerative disease discovered

Izquierda: Una célula de Purkinje sana mostrando un árbol dendrítico elaborado cubierto de espinas. ///// Derecha: Una célula de Purkinje afectada por ataxia espinocerebelosa tipo 1, que muestra características clásicas de degeneración, como pérgolas y reducidas espinas dendríticas . ///// Crédito: Instituto de Biología Celular de la Universidad de Berna

El deterioro, degeneración, o pérdida de neuronas en la región del cerebelo, que controla la coordinación muscular, da como resultado ataxia. Los síntomas incluyen pérdida de la coordinación de movimientos voluntarios de los músculos, y aparición de anomalías al caminar, pérdida de equilibrio, y dificultades del habla.

Las ataxias cerebelosas son trastornos degenerativos progresivos que tiene lugar en edad adulta, ya sea de forma esporádica, o hereditaria. Desafortunadamente, la gran mayoría de los casos de ataxia cerebelosa son esporádicos, y el mecanismo causante para el desarrollo de ataxia sigue siendo en gran parte desconocido, lo cual obstaculiza el desarrollo de terapias, e influye negativamente en la calidad de vida del paciente.

Sin embargo, tanto los casos esporádicos de ataxia cerebelosa, como los hereditarios, exhiben características fisiopatológicas comunes, tales como la degeneración específica de las principales neuronas del cerebelo: las células de Purkinje. Por lo tanto, el equipo de la Dra. Smita Saxena, del Instituto de Biología Celular de la Universidad de Berna, se dispuso a intentar entender el posible mecanismo implicado en el desarrollo de la enfermedad, y en el de la degeneración de las células de Purkinje, en la ataxia espinocerebelosa tipo 1 (SCA1), una rara e incurable enfermedad neurodegenerativa hereditaria, que puede modelarse en ratones.

Junto con la autora principal, Dra. Céline Ruegsegger, se realizó un cribado basado en proteínas de las células de Purkinje para identificar los cambios que se producen en estas neuronas en el momento de aparición de la ataxia. El equipo descubrió alteraciones amplias difundidas en las proteínas que funcionan en la sinapsis, y se identificó una proteína sináptica, Homer-3, la cual está presente principalmente en las sinapsis de células de Purkinje, está reducida... Además, encontraron que la disminución de expresión de Homer-3, se relaciona con la alteración en una importante vía de señalización: 'mTORC1'. Esta vía de señalización era la responsable de la regulación de expresión de las proteínas sinápticas, como Homer-3.

La Dra. Saxena y su equipo, han descubierto un mecanismo celular, en el cerebelo de ratones modelo SCA1, que se dirige específicamente a la degeneración de las células de Purkinje. Estos resultados presentan una futura diana terapéutica prometedora... El estudio ha sido publicado en la revista científica 'Neuron'.

El equipo investigó el por qué la señalización 'mTORC1' estaba alterada en las células de Purkinje del cerebelo, y no en otras regiones del cerebro. Por medición del estado de activación de las células de Purkinje, encontraron que el deterioro en la señalización mTORC1 era debido a defectos asociados a circuitos neuronales involucrando principalmente escalada de fibras.

"En este contexto, la identificación de cambios relacionados con el circuito, los cuales desempeñan un papel importante en la determinación de las alteraciones patológicas en las células de Purkinje, es importante en la comprensión de cómo funciona el mecanismo de la enfermedad y cuáles son los objetivos vulnerables en las neuronas, en este caso, las células de Purkinje", dice la Dra. Saxena.

El restablecimiento de la expresión de Homer-3 puede mejorar los síntomas y retrasar la patología:

Después de la identificación de Homer-3 y cómo se reduce su expresión al principio del curso de la enfermedad, las Dras. Céline Ruegsegger y Saxena trataron de establecer su papel causal en el desarrollo de la enfermedad. Mediante el uso de un enfoque de terapia génica, reintrodujeron Homer-3 en las células de Purkinje de ratones modelo SCA1. Esto ralentiza el desarrollo de la ataxia, mejorando los síntomas asociados con la pérdida de equilibrio y de coordinación motora, y restaurando la funcionalidad de las células de Purkinje.

"Curiosamente, se ha sabido durante algún tiempo que las alteraciones de seña1ización 'mTORC1' en el cerebelo, durante la etapa del desarrollo, se asocian con el comportamiento autista y el trastorno intelectual", ha dicho la Dra. Saxena. "En nuestro estudio, el nuevo hallazgo es que vías de señalización similares también pueden estar involucradas en el cerebelo de adultos, asociándose con trastornos degenerativos, tales como la SCA1... Éste es un importante paso adelante en la comprensión de los procesos involucrados en las enfermedades que conllevan degeneración, e identifica una potencial diana terapéutica para el futuro".

(Traducción al español de Miguel-A. Cibrián).

 

Volver a la Portada