Alzheimer: el mecanismo celular elimina la proteína defectuosa
La acumulación de proteínas tau defectuosas es una característica destacada de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Las proteínas defectuosas forman ovillos que interrumpen la función cerebral y matan las células nerviosas o neuronas.
Ahora, los científicos han identificado una molécula que juega un papel vital para ayudar a prevenir la acumulación de proteína tau tóxica en el cerebro.
La molécula, que tiene el nombre de clasificación de proteínas vacuolares 35 (VPS35), identifica y elimina las proteínas tau defectuosas de las neuronas.
Usando células humanas, investigadores de la Facultad de Medicina Lewis Katz (LKSOM) de la Universidad de Temple en Filadelfia, PA, demostraron que podían controlar la acumulación de tau alterando los niveles de VPS35.
Describen los hallazgos en un Psiquiatría molecular trabajo de estudio.
"Una parte importante de lo que hace VPS35", dice el autor principal del estudio, el profesor Domenico Praticò, director del Centro de Alzheimer de LKSOM en Temple, "es clasificar y transportar proteínas disfuncionales a sitios de degradación".
El investigador y sus colegas también encontraron que el efecto de VPS35 sobre tau depende de la actividad de la catepsina D, una enzima que descompone las proteínas en las células.
Neuronas vulnerables a proteínas defectuosas
El correcto plegamiento de proteínas es necesario para el funcionamiento celular. Si se pliegan incorrectamente, no funcionan correctamente y pueden interrumpir procesos vitales. Para protegerse contra esto, las células tienen mecanismos para eliminar las proteínas defectuosas.
Sin embargo, se produce la acumulación de proteínas defectuosas. Las neuronas son particularmente vulnerables a los depósitos de proteínas mal plegadas debido a su biología única. Esta vulnerabilidad podría explicar por qué la acumulación de proteína defectuosa a menudo se presenta en enfermedades neurodegenerativas.
Tau es una de las proteínas más comunes para formar depósitos tóxicos en el cerebro. Los científicos llaman a esta condición tauopatía.
Estudios anteriores ya han destacado que los problemas con VPS35 ocurren en la enfermedad de Alzheimer. Estos estudios también han demostrado que las personas con enfermedad de Alzheimer tienen menos VPS35 en el cerebro.
Sin embargo, hasta la investigación reciente, no estaba claro cómo VPS35 se relacionaba con la acumulación de tau.
El profesor Praticò dice que él y su equipo se propusieron determinar si VPS35 tiene un papel en la eliminación de tau defectuoso en las células.
Bajar VPS35 aumenta los depósitos de tau
Para su estudio, el equipo utilizó tejido cerebral de personas con parálisis supra-nuclear progresiva (PSP) o enfermedad de Picks. Eligieron estas dos condiciones porque sus depósitos de proteínas tóxicas solo provienen de tau defectuoso.
Por el contrario, los cerebros de las personas con enfermedad de Alzheimer tienden a acumular depósitos de dos proteínas defectuosas: beta-amiloide y tau.
Los investigadores encontraron que los niveles de VPS35 eran un 50% más bajos en las muestras de PSP y Picks que en el tejido cerebral de personas que no tenían una enfermedad neurodegenerativa.
En experimentos con células humanas cultivadas, encontraron que podían controlar directamente la cantidad de acumulación de tau alterando los niveles de VPS35. Además, encontraron que el efecto dependía de la actividad de la catepsina D.
Este es el primer estudio que muestra que VPS35 tiene un papel en la tauopatía.
La conectividad sináptica se redujo entre un 40% y un 50%
Luego, el equipo alteró los niveles de VPS35 en ratones con acumulación de tau en sus cerebros. Demostraron que la reducción de VPS35 empeoraba la memoria y las habilidades de aprendizaje de los animales y afectaba el control del movimiento.
Cuando los investigadores examinaron los tejidos cerebrales de los animales, encontraron que la reducción de VPS35 había interrumpido las sinapsis en las neuronas y dañado considerablemente su capacidad para comunicarse.
Los animales perdieron alrededor del 40-50% de su "conectividad sináptica" como resultado de la reducción de VPS35.
El equipo sugiere que podría ser posible desarrollar un fármaco que restaure la función de VPS35 en enfermedades neurodegenerativas. Ya están planeando investigar esta posibilidad.
El profesor Praticò sugiere que apuntar a un mecanismo en lugar de una enzima podría ser un enfoque más viable.
"Cuando la tau permanece en las células, es muy perjudicial para las sinapsis, los lugares donde las neuronas se encuentran e intercambian señales".
Prof. Domenico Praticò
