Descubrimiento de un gen cuya sobreexpresión previene el desarrollo de Parkinson en moscas de la fruta y ratones
La sobreexpresión de Fer2 previene la pérdida de neuronas dopaminérgicas PAM y la disfunción mitocondrial en modelos genéticos de EP. a, b La sobreexpresión de Fer2 evitó la pérdida de neuronas PAM inducida por la expresión dirigida de tipo salvaje (WT) o mutante patógeno Lrrk en neuronas PAM. a Imágenes representativas de neuronas PAM en el día 14 detectadas por anticuerpos anti-TH (verde). PAM, controlador R58E02-GAL4 específico de la neurona PAM. PAM>X indica que el transgén X de UAS está impulsado por R58E02-GAL4. Barra de escala, 20m. Arriba a la izquierda, un esquema de las neuronas DA en el PAM (verde) y otros grupos (negro). b Cuantificación del número de neuronas TH+ PAM por hemisferio de (a). n=16 hemisferios por grupo. **pLrrk I1915T frente a PAM>Lrrk I1915T, Fer2, p=0,0001. ns, no significativo. ANOVA unidireccional seguido de una prueba de Tukeys para comparación de grupos múltiples. c Imágenes representativas de neuronas PAM en el día 14 marcadas por PAM>Red Stinger. Barra de escala, 20m. d Cuantificación del número de neuronas Red Stinger+ PAM por hemisferio de (c). n=16 hemisferios por grupo. ****pEGFP frente a Park1 HO, PAM>EGFP, Fer2, p=0,0016. ns, no significativo. ANOVA unidireccional seguido de una prueba de Tukeys para comparación de grupos múltiples. Los límites de la caja en (b), (d) y (g) son los percentiles 25 y 75, la línea horizontal que cruza la caja es la mediana y los bigotes indican los valores mínimo y máximo. Crédito: Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29075-0
La enfermedad de Parkinson es un trastorno neurodegenerativo caracterizado por la destrucción de una población específica de neuronas: las neuronas dopaminérgicas. La degeneración de estas neuronas impide la transmisión de señales que controlan movimientos musculares específicos y provoca temblores, contracciones musculares involuntarias o problemas de equilibrio característicos de esta patología. Un equipo de la Universidad de Ginebra (UNIGE) ha investigado la destrucción de estas neuronas dopaminérgicas utilizando la mosca de la fruta como modelo de estudio. Los científicos identificaron una proteína clave en moscas, y también en ratones, que desempeña un papel protector frente a esta enfermedad y podría ser una nueva diana terapéutica. Este trabajo se puede leer en la revista Nature Communications.
Aparte de las formas raras que involucran un solo gen, la mayoría de los casos de Parkinson son el resultado de una interacción entre múltiples factores de riesgo genéticos y ambientales. Sin embargo, un elemento común en la aparición de la enfermedad es una disfunción de las mitocondrias en las neuronas dopaminérgicas. Estas pequeñas fábricas dentro de las células son responsables de la producción de energía, pero también de activar los mecanismos de autodestrucción de la célula cuando se daña.
El laboratorio de Emi Nagoshi, profesora del Departamento de Genética y Evolución de la Facultad de Ciencias de la UNIGE La ciencia utiliza la mosca de la fruta, o Drosophila, para estudiar los mecanismos de degeneración de las neuronas dopaminérgicas. Su grupo está particularmente interesado en el gen Fer2, cuyo homólogo humano codifica una proteína que controla la expresión de muchos otros genes y cuya mutación podría conducir a la enfermedad de Parkinson a través de mecanismos que aún no se comprenden bien.
En un estudio anterior, este equipo científico demostró que una mutación en el gen Fer2 causa deficiencias similares a las del Parkinson en las moscas, incluido un retraso en el inicio del movimiento. También habían observado defectos en la forma de las mitocondrias de las neuronas dopaminérgicas, similares a los observados en los pacientes de Parkinson.
Protección de las neuronas
Dado que la ausencia de Fer2 causa condiciones similares a la enfermedad de Parkinson, los investigadores probaron si, por el contrario, un aumento en la cantidad de Fer2 en las células podría tener un efecto protector. Cuando las moscas se exponen a los radicales libres, sus células sufren un estrés oxidativo que conduce a la degradación de las neuronas dopaminérgicas. Sin embargo, los científicos pudieron observar que el estrés oxidativo ya no tiene ningún efecto perjudicial sobre las moscas si producen en exceso Fer2, lo que confirma la hipótesis de su papel protector.
«También hemos identificado los genes regulados por Fer2 y estos están principalmente involucrados en las funciones mitocondriales. Por lo tanto, esta proteína clave parece desempeñar un papel crucial contra la degeneración de las neuronas dopaminérgicas en moscas al controlar no solo la estructura de las mitocondrias sino también de sus funciones», explica Federico Miozzo, investigador del Departamento de Genética y Evolución y primer autor del estudio.
Una nueva diana terapéutica
Para averiguar si Fer2 desempeña el mismo papel en los mamíferos, los biólogos crearon mutantes del homólogo de Fer2 en neuronas dopaminérgicas de ratón. Al igual que en la mosca, observaron anomalías en las mitocondrias de estas neuronas, así como defectos en la locomoción en ratones de edad avanzada. “Actualmente estamos probando el papel protector del homólogo de Fer2 en ratones y resultados similares a los observados en moscas nos permitirían considerar una nueva diana terapéutica para los pacientes con enfermedad de Parkinson”, concluye Nagoshi.
Explore más
La proteína de mosca tiene un efecto protector sobre las neuronas dopaminérgicas Más información: Federico Miozzo et al, Mantenimiento de la integridad mitocondrial en las neuronas dopaminérgicas del cerebro medio gobernadas por un factor de transcripción del desarrollo conservado, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29075-0 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad de Ginebra Cita: Descubrimiento de un gen cuya sobreexpresión impide el desarrollo de Parkinson en moscas de la fruta y ratones (2022, 17 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-discovery-gene-overexpression-parkinson-fruit.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.