Identificación de toxina de neurona motora asociada con ELA
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Un equipo internacional de investigadores descubrió que un polifosfato inorgánico liberado por las células nerviosas conocidas como astrocitos en personas con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y demencia frontotemporal (FTD) contribuye a la muerte de las neuronas motoras que es la firma de estas enfermedades. La investigación, de Brigitte van Zundert, Ph.D., profesora adjunta de neurología en UMass Chan y profesora de la Universidad Andrés Bello en Chile; Robert H. Brown Jr., DPhil, MD, profesor de neurología y colegas aparece esta semana en Neuron.
«Nos sentimos alentados por estos primeros resultados», dijo el Dr. Brown, presidente de Leo P. y Theresa M. LaChance en investigación médica. «Estos hallazgos brindan una perspectiva completamente nueva sobre la patogenia de la ELA, lo que genera hipótesis y posibilidades interesantes tanto para los biomarcadores de la enfermedad como para los objetivos terapéuticos».
La ELA y la FTD se caracterizan por la degeneración de las neuronas motoras en la médula espinal y lóbulos frontales, pero las causas de esta neurotoxicidad siguen siendo esquivas. Y aunque se ha logrado un gran progreso en la identificación de mutaciones genéticas que causan estos trastornos neurodegenerativos, la gran mayoría de los casos no tienen una mutación genética identificable. La forma en que los cambios genéticos afectan a las neuronas y el posible impacto de los factores tóxicos también sigue siendo difícil de determinar.
Investigaciones anteriores han demostrado que los astrocitos, las células gliales del cerebro y la médula espinal, pueden liberar uno o más factores tóxicos que contribuyen a muerte de motoneurona. El estudio Neuron proporciona evidencia de que el factor neurotóxico agresor es un polifosfato inorgánico común, que se descubrió que es liberado por astrocitos humanos y de ratón en células con una serie de mutaciones vinculadas a ALS/FTD (incluidas SOD1, TARDBP y C9ORF72).
El factor tóxico, llamado pólipo, es un biopolímero inorgánico con carga negativa omnipresente presente en las células de todos los organismos vivos, desde bacterias hasta mamíferos. Estos polifosfatos realizan numerosas funciones en las células: almacenamiento de energía, formación de canales de membrana, control de la actividad génica, regulación de enzimas y respuesta al estrés.
«La mayor sorpresa de nuestro estudio es que el factor tóxico no es una novedad». o una proteína o péptido raro, sino una molécula inorgánica muy simple que se encuentra en cada tipo de célula analizada en la naturaleza y se conserva a lo largo de más de 3 mil millones de años de evolución», dijo el Dr. van Zundert, autor correspondiente del estudio Neuron.
Un hallazgo importante de la investigación es que las muestras de líquido cefalorraquídeo humano de casos familiares y esporádicos de ELA revelaron un aumento de las concentraciones de pólipos.
«El estudio muestra que la exposición de las neuronas de la médula espinal a los pólipos reprodujo los efectos tóxicos de medios de cultivo de astrocitos de ALS, lo que causa hiperexcitabilidad, aumento del flujo de Ca2+ en las neuronas y aumento de la muerte de las motoneuronas», dijo van Zundert.
Además, van Zundert, Brown y sus colegas descubrieron que las neuronas motoras pueden rescatado de la toxicidad de los astrocitos mediante la reducción de los niveles de pólipo.
«Nuestros hallazgos alientan fuertemente la opinión de que la reducción de los niveles de pólipo extracelulares puede ser una estrategia terapéutica innovadora para diversos tipos de ELA/FTD», dijo van Zundert.
Como becario postdoctoral en el laboratorio de Brown en 2008, van Zundert descubrió que el aumento de la excitabilidad eléctrica de las neuronas motoras es una característica temprana y crítica en los modelos de ELA en ratones. van Zundert comenzó a considerar los pólipos como una causa candidata de hiperexcitabilidad en 2014, cuando se informó que esta molécula puede actuar como un transmisor glial que media las comunicaciones entre los astrocitos y las neuronas.
ALS y FTD son devastadores e incurables enfermedades. La ELA es un trastorno neurodegenerativo progresivo que implica la pérdida de neuronas motoras que controlan los músculos voluntarios. Aproximadamente el 10 por ciento de la ELA se hereda de los padres de una persona y es causada por una mutación genética en el ADN del paciente. El 90 por ciento restante de los casos se clasifican como esporádicos y ocurren en casos sin antecedentes familiares de enfermedad. Se estima que 6000 personas en los Estados Unidos son diagnosticadas con ELA cada año.
Del mismo modo, la FTD, originalmente llamada enfermedad de Pick, se encuentra entre las formas más comunes de demencia de inicio temprano, solo superada por la enfermedad de Alzheimer. La FTD es causada por la pérdida de neuronas en los lóbulos frontal o temporal.
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Los estudios de astrocitos revelan cambios nocivos en la esclerosis lateral amiotrófica Más información: Cristian Arredondo et al, La liberación excesiva de fosfato inorgánico por los astrocitos ALS/FTD causa toxicidad no celular autónoma a las motoneuronas, Neuron (2022). DOI: 10.1016/j.neuron.2022.02.010 Información de la revista: Neuron
Proporcionado por la Facultad de medicina de la Universidad de Massachusetts Cita: toxina de neurona motora asociada con ALS identificada ( 2022, 10 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-motor-neuron-toxin-als.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.