Demuestran cómo un proceso en las células nerviosas puede contribuir al desarrollo de Parkinson

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27 Nov. 2017
Demuestran cómo un proceso en las células nerviosas puede contribuir al desarrollo de Parkinson

Un nuevo estudio del Instituto de Investigación Scripps (TSRI), en La Jolla, California, Estados Unidos, muestra cómo un proceso en las células nerviosas llamado reacción de S-nitrosilación (SNO) -que puede ser causado por el envejecimiento, los pesticidas y la contaminación- puede contribuir a la enfermedad de Parkinson.

El líder del estudio, el profesor de TSRI Stuart Lipton, ahora está investigando cómo los nuevos productos farmacéuticos podrían contrarrestar esta dañina reacción de S-nitrosilación. "El nuevo hallazgo nos da una pista sobre dónde intervenir", afirma Lipton, quien ocupa un puesto conjunto en la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego, donde es neurólogo clínico practicante involucrado en el cuidado de pacientes con Parkinson.

La reacción SNO une una molécula similar al óxido nítrico a la proteína llamada PINK1, donde la molécula se junta a un bloque de construcción en PINK1 llamado residuo de cisteína, lo cual cambia la actividad de PINK1 y su capacidad para hacer su trabajo.

Desde que el grupo de Lipton co-descubrió la reacción SNO hace unos 20 años, los científicos relacionaron la reacción al mal plegamiento de proteínas y el daño a las células nerviosas en casos de Alzheimer, Huntington, esclerosis lateral amiotrófica (ELA/enfermedad de Lou Gehrig) y enfermedad de Parkinson, patologías del corazón/cardiovascular y cáncer.

En el nuevo estudio -publicado este martes en 'Cell Reports'-, Lipton y sus colegas utilizaron modelos de células madre y ratones humanos para mostrar exactamente cómo SNO puede desencadenar la muerte celular en la enfermedad de Parkinson. Descubrieron que cuando SNO modifica PINK1, las células nerviosas no pueden reclutar otra proteína llamada Parkin para eliminar las mitocondrias dañadas.

"Las mitocondrias son las fuentes de energía de la célula", explica Lipton. Debido a que las neuronas necesitan mucha energía, apunta Lipton, es especialmente importante que usen solo mitocondrias sanas y se deshagan de las dañadas. Las mitocondrias pueden dañarse a medida que las personas envejecen y las células experimentan diversas formas de estrés, y es el trabajo de PINK1 ayudar a desencadenar un proceso llamado mitofagia para eliminar esas mitocondrias disfuncionales.

Estudios previos habían demostrado que las mutaciones heredadas del gen que codifica PINK1 pueden impedir que una persona elabore versiones de la proteína en funcionamiento. Esto significa que sus neuronas no pueden limpiar las mitocondrias dañadas, y esas células eventualmente mueren, lo que puede causar la enfermedad de Parkinson.

HACIA UNA FUTURA PREVENCIÓN

La reacción de SNO parece causar el mismo problema, pero no es heredado. En cambio, las células activan SON en las proteínas cuando se ven abrumadas por moléculas reactivas de nitrógeno. "Las cantidades de estas especies químicas reactivas son tan altas que las células comienzan a activar SON en proteínas, como PINK1, que normalmente no tendrían SNO", detañña Lipton. Los investigadores llaman a esto el complejo PINK-SNO, o un "hombre PINK-SNO".

"La formación de PINK-SNO es definitivamente perjudicial para las células nerviosas en el cerebro del Parkinson", señala Lipton. Entonces, ¿de dónde vienen estas especies reactivas de nitrógeno? Los científicos observaron que las células pueden generar un exceso de óxido nítrico en respuesta a la exposición a pesticidas, otras toxinas y posiblemente, incluso, a la contaminación del aire.

"Es una idea aterradora, pero también una esperanza -considera Lipton-. Si podemos descubrir cómo nos estamos haciendo esto a nosotros mismos, podremos controlarlo". El nuevo estudio se suma a la evidencia de que algunas enfermedades cerebrales degenerativas parecen ser causadas por una combinación de genética y medio ambiente.

Lipton explica que la genética puede dejar a algunas personas "predispuestas" a estar en riesgo de tener Parkinson relacionada con SNO. Debido a que los humanos heredan dos copias (una de cada padre) del gen que codifica PINK1, todos tenemos al menos una copia del gen si el otro está mutado. Dependiendo de la proteína, esto puede o no ser suficiente para la función normal.

"Pero, en cualquier caso, si la proteína traducida de la copia restante del gen es atacada por SNO, entonces se genera PINK1 disfuncional incluso con la copia restante del gen -explica Lipton-. El mensaje que se extrae de aquí es que el ambiente puede afectar en función de la genética individual, y por lo tanto, ambos son influyentes en la aparición de enfermedades como el Parkinson".

Curiosamente, el equipo de Lipton descubrió que SNO parece ocurrir temprano en la progresión de la enfermedad, lo suficientemente pronto como para que la intervención pueda salvar la función cerebral. Dice que el siguiente paso es estudiar cómo podemos prevenir estas reacciones SNO aberrantes en proteínas particulares como PINK1.

Sistema nervioso  



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