Hito: Alzhéimer, Parkinson y Huntington comparten una característica crucial común

Un estudio de la Universidad de Loyola en Chicago ha descubierto que las proteínas anormales encontradas en la enfermedad de Alzhéimer, la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Huntington comparten la misma capacidad de causar daño cuando invaden las células cerebrales.

El hallazgo podría explicar el mecanismo por el cual las tres enfermedades de Alzheimer, al igual que otros males neurodegenerativos se propagan dentro del cerebro y alteran las funciones cerebrales normales.

El hallazgo también sugiere que un tratamiento eficaz para una enfermedad neurodegenerativa podría funcionar también para otras enfermedades neurodegenerativas.

El estudio del autor principal Edward Campbell, el primer autor William Flavin, PhD, y colegas se publica en la revista Acta Neuropathologica.

"Una posible terapia implicaría aumentar la capacidad de una célula cerebral de degradar un grupo de proteínas y vesículas dañadas", dijo Campbell, explicando el hallazgo. "Si pudiéramos hacer esto en una enfermedad, es una buena apuesta pensar que la terapia sería efectiva en las otras dos enfermedades".

Las enfermedades neurodegenerativas son causadas por la muerte de neuronas y otras células del cerebro, con diferentes enfermedades afectando a diferentes regiones del cerebro. El Alzhéimer destruye la memoria, mientras que el Parkinson y Huntington afectan el movimiento. Las tres enfermedades son progresivas, debilitantes e incurables.

Investigaciones anteriores han sugerido que, nuevamente en las tres enfermedades, las proteínas que se doblan anormalmente forman grumos dentro de las células cerebrales. Estos grupos se extienden de célula a célula, eventualmente conduciendo a muertes celulares. Diferentes proteínas están implicadas en cada enfermedad: tau en Alzheimer, alfa-sinucleína en Parkinson y huntingtina en la enfermedad de Huntington.

El estudio de Loyola se enfocó en cómo estos grupos de proteínas mal plegadas invaden una célula cerebral sana. Los autores observaron que una vez que las proteínas llegan al interior de la célula, entran en forma de vesículas o fagosomas (pequeños compartimientos que están encerrados en  membranas). Luego, las proteínas dañan o rompen las membranas de las vesículas, permitiéndoles (a las proteínas) invadir el citoplasma celular y causar una disfunción adicional (el citoplasma es la parte de la célula que está fuera del núcleo).

El estudio de Loyola también mostró cómo una célula responde a esto: la célula reúne las vesículas rotas y los agregados de proteínas para que las vesículas y las proteínas puedan ser destruidas. Sin embargo, las proteínas son resistentes a la degradación. "El intento de la célula para degradar las proteínas es algo así como un estómago tratando de digerir un clúster de clavos", dijo Campbell.

Flavin dijo que el hallazgo de que los agregados proteicos asociados con las tres enfermedades causan el mismo tipo de daño vesicular fue inesperado. Los investigadores de Loyola se centraron inicialmente en las proteínas alfa-sinucleína asociadas con la enfermedad de Parkinson. Así que le pidieron al colaborador Ronald Melki, PhD, que les enviara muestras de diferentes tipos de alfa-sinucleína (para hacer el experimento de una manera ciega e imparcial, los investigadores de Loyola no sabían cuáles eran los tipos de alfa-sinucleína). Melki, investigador de proteínas en el Instituto de Neurociencias Paris-Saclay, es conocido por su capacidad para generar tipos de alfa-sinucleína. Sin decirle a los investigadores de Loyola, Melki envió otros tipos de proteínas también. Esto llevó a la sorpresa de descubrir que las proteínas tau y huntingtina también pueden dañar las vesículas.

Campbell enfatizó que los hallazgos del estudio deben ser seguidos y confirmados en futuros estudios.

El estudio de Loyola se titula, "La rotura de la vesícula endocítica es un mecanismo conservado de invasión celular por las proteínas amiloides". Fue apoyado por subvenciones de la Fundación Michael J. Fox, la Fundación de la Enfermedad de Parkinson, el capítulo de Illinois de la Fundación ARCS, la Fundación Arthur J. Schmitt y otras fuentes.

Campbell es profesora asociada en el Departamento de Microbiología e Inmunología de la Universidad Loyola de Chicago, Stritch School of Medicine. Flavin es estudiante de Loyola University Chicago MD / PhD. Otros coautores son Zachary Green, Stratos Skarpathiotis y Michael Chaney de la Universidad Loyola de Chicago; Luc Bousset y Ronald Melki del Instituto Paris-Saclay de Neurociencia; Y Yaping Chu y Jeffrey Kordower de Rush University Medical Center.

Imagen: La fusión de vesículas rotas que contienen proteína alfa-sinucleína (verde) conduce a la formación de grandes grupos de proteínas que se asemejan a las proteínas que se forman en los cerebros de pacientes con enfermedad de Parkinson. Crédito, Loyola University Chicago.