Fragmentos de proteína adhiriéndose al cerebro
No hay una manera fácil de estudiar enfermedades del cerebro. La extracción de las células cerebrales, o neuronas, de un paciente vivo es difícil y arriesgada, mientras que el examen postmortem generalmente sólo revela las etapas finales de la enfermedad. Y los modelos animales, en muchos casos de ratones, aunque han aportado mucha información, frecuentemente se quedan cortos en la etapa de desarrollo de fármacos y tampoco predicen bien el resultado en los ensayos clínicos con pacientes.
Científicos del Instituto Gladstone y la Universidad de California (UCSF) han adoptado un enfoque nuevo, utilizando células madre pluripotenciales inducidas (iPS) a partir de fibroblastos de la piel para crear un modelo humano de enfermedad degenerativa en una placa de laboratorio. Lo publica la revista «Stem Cell Reports».
El equipo, liderado por Yadong Huang, en colaboración con Bruce Miller, que dirige el centro de Envejecimiento y Memoria de la UCSF, transformó células de la piel de un paciente con demencia frontotemporal en células madre pluripotentes inducidas, o iPS. Esta técnica, que nació en Gladstone y por la que en 2012 recibió el premio Nobel el japonés Shinya Yamanaka, permite a los científicos reprogramar las células adultas de la piel de los pacientes en células que son virtualmente idénticas a las células madre. Y estas células madre pueden entonces convertirse en casi cualquier célula en el cuerpo, incluidas las del cerebro.
Gracias a este modelo han descubierto un proceso molecular responsable de que las neuronas degeneren, un signo distintivo de patologías como la enfermedad de Alzheimer y la demencia frontotemporal (FTD). Sus alentadores resultados ofrecen nuevas municiones en la continua batalla contra estos y otros trastornos neurodegenerativos hasta ahora incurables.
En este caso se han centrado en la proteína Tau, que forma el esqueleto de las neuronas y las da su forma característica, garantizando que puedan llevar a cabo la transmisión de impulsos nerviosos. Según los investigadores, su trabajo demostró que la proteína Tau producida por las neuronas de las personas con la mutación es diferente. «Por eso en el interior de la célula son marcadas para su destrucción. Sin embargo, en lugar de ser eliminadas, son cortadas en pedazos. Y estos fragmentos potencialmente tóxicos se van acumulando y hacen que las neuronas degeneren y mueran», señalan.
«Nuestro enfoque ha permitido crecer neuronas humanas que contenían exactamente la misma mutación en la proteína tau que las neuronas del cerebro del paciente con DFT del que tomamos los fibroblastos de la piel», explica la primera autora del estudio, Helen Fong, también becaria posdoctoral del Instituto de California de Medicina Regenerativa. «Comparando estas neuronas enfermas con otras neuronas sanas 'genéticamente corregidas', pudimos ver célula a célula cómo la mutación conduce a la acumulación anómala de Tau y a la degeneración y muerte neuronal».
Además los investigadores de California lograron corregir el defecto «in vitro» eliminando la señal de alarma que se añade en la célula a la proteína tau mutada. «Sin la marca, permanecía de una pieza, la acumulación anormal cesaba y las neuronas mostraban un aspecto normal», explica Fong.
Ahora los investigadores de California quieren averiguar si la fragmentación anormal de la proteína Tau mutada es la principal causa de la muerte neuronal y, si es así, como sospechan, tratar de bloquearla. Una información que puede resultar muy valiosa para la detección de dianas potenciales que podrían servir para desarrollar mejores tratamientos para la enfermedad de Alzheimer, la demencia frontotemporal y otras patologías en las que interviene esta proteína, apuntan.
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