14 de enero de 2019

Descubren que el citoesqueleto de las neuronas está relacionado con las fases iniciales de la enfermedad de Alzheimer

Un investigador de Bioquímica y Biología Molecular de la UPV/EHU participó en el estudio del Instituto de Neurociencias de Grenoble

Descubren que el citoesqueleto de las neuronas está relacionado con las fases iniciales de la enfermedad de Alzheimer
UPV-EHU

BILBAO, 14 Ene. (EUROPA PRESS) -

Un investigador de Ikerbasque del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la UPV/EHU ha formado parte de un estudio del Instituto de Neurociencias de Grenoble que ha confirmado que el citoesqueleto de las neuronas está implicado en las fases tempranas del alzhéimer tras delimitar qué provoca la pérdida de dinámica y el deterioro de las espinas dendríticas, los compartimentos neuronales encargados de recibir los impulsos nerviosos y la información de otras neuronas.

La investigación en la que ha tomado parte José Martínez Hernández, del grupo Neuronal Ubiquitin Pathways, han descrito qué papel juega el citoesqueleto de actina de estos compartimentos, y cómo responde ante la presencia de péptidos beta-amiloide, el componente más comúnmente asociado con el alzhéimer y las placas que se acumulan en el cerebro de las personas afectadas de alzhéimer.

En ese sentido, el análisis ha descrito la rápida pérdida de dinamismo del citoesqueleto de actina de las espinas dendríticas, la zona neuronal encargada de recibir la información que viene de otras neuronas mediante impulsos nerviosos y cómo esta menor dinámica hace que la transmisión de la información no se realice como debiera, lo que finalmente, provoca la pérdida de las espinas y, por tanto, de la capacidad sináptica de las neuronas.

El citoesqueleto es un entramado tridimensional de proteínas que provee de soporte interno a las células, organiza sus estructuras e interviene procesos como el transporte o el tráfico intracelular. Uno de los componentes del citoesqueleto son los filamentos de actina, que, tal como describe el doctor Martínez, "están ancladas pero en continuo movimiento, como si fueran una escalera mecánica; una proteína, llamada cofilina 1, se encarga de cortar los filamentos, y separar las unidades de actina, lo que mantiene activa esa dinámica".

Sin embargo, en el caso de que la cofilina 1 sea fosforilada, es decir, se le añada un átomo de fósforo, esta proteína pasa a un estado inactivo, y deja de ejercer su función, lo que, a su vez impide que se lleve a cabo correctamente la actividad neuronal. "En nuestro estudio analizamos muestras de cerebros humanos con alzhéimer así como modelos animales de esta enfermedad, y en ellos vimos que la forma inactiva de la cofilina 1 aparecen en cantidades mayores que en neuronas sanas", ha añadido Martínez.

La investigación ha comprobado a través de cultivos de neuronas que la exposición a péptidos de beta-amiloide, el principal componente de las placas o depósitos que se acumulan en el cerebro de las personas con alzhéimer, provoca el aumento de la cofilina 1 fosforilada, y por tanto, provoca que se estabilicen demasiado los filamentos de actina, que pierdan dinamismo y altere el funcionamiento de las espinas dendríticas.

"A largo plazo, además, los péptidos beta-amiloide hacen que haya menos espinas; al dejar de ser funcionales, se van perdiendo a lo largo del tiempo", ha explicado el investigador de la UPV-EHU.

Una de las vías de fosforilación de la citada cofilina 1 es la denominada ROCK, un tipo de enzima que modifica otras moléculas mediante fosforilación, a veces activándolas y otras desactivándolas.

En el estudio quisieron ver si un medicamento que se utiliza en la práctica clínica, el Fasudil, cuya función es inhibir la acción de la enzima ROCK, revertía el efecto observado en los filamentos de actina, y el experimento comprobó que sí. "No hemos propuesto un mecanismo de acción, pero hemos comprobado que la inhibición de esa vía de fosforilación de la cofilina 1 hace que la exposición a péptidos beta-amiloide no provoque la inactivación de la proteína, y el consecuente efecto en el citoesqueleto de las espinas dendríticas", ha señalado Martínez.

Finalmente el doctor Martínez Hernández ha indicado que "los resultados apoyan la idea que el daño provocado por los péptidos beta-amiloides a nivel de las espinas dendríticas en las primeras fases de la enfermedad puede prevenirse con la modulación de ROCK y la cofilina1, y que, por tanto, es necesaria la investigación en medicamentos que detengan esta fosforilación de manera específica de la cof1 en neuronas de cara a la elaboración de futuros tratamientos médicos contra el Alzheimer".

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