Los científicos identifican un mecanismo que revela cómo la lesión cerebral puede conducir a una enfermedad neurodegenerativa – Edexlive

Los científicos han descubierto un posible mecanismo de cómo la lesión cerebral traumática puede conducir a enfermedades neurodegenerativas, según un estudio de moscas de la fruta y tejido cerebral de ratas y humanos.

Los hallazgos podrían ayudar a desarrollar tratamientos que detengan la progresión del daño celular después de una lesión cerebral, que de otro modo puede conducir a enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.

Las lesiones repetitivas en la cabeza están asociadas con un síndrome neurodegenerativo progresivo llamado encefalopatía traumática crónica (CTE). El tejido post mortem de pacientes con CTE muestra niveles disfuncionales de una molécula llamada TDP-43, que también se encuentra en la esclerosis lateral amiotrófica, la enfermedad de Alzheimer y la demencia frontotemporal. «Aunque TDP-43 es un predictor conocido de neurodegeneración, no ha quedado claro cómo el trauma repetido promueve la acumulación de TDP-43 en el cerebro», explica el primer autor Eric Anderson, investigador postdoctoral en el Departamento de Pediatría de la universidad. De Pittsburgh, Pensilvania, Estados Unidos. «Hemos demostrado que el trauma cerebral repetido en Drosophila conduce a la acumulación de TDP-43. En este estudio, medimos los cambios de proteínas en el cerebro de Drosophila después de una lesión para identificar las vías moleculares que lo causan», agregó Eric.

A partir de un análisis de 2.000 proteínas, el equipo identificó 361 que cambiaron significativamente en respuesta a una lesión. Estos componentes incluían componentes del complejo de poros nucleares (NPC) involucrados en el transporte nuclear celular, la transferencia de carga importante entre el núcleo celular y el resto de la célula. Descubrieron que una familia de moléculas que componen las NPC llamadas nucleoporinas (Nups) aumentaba tanto en las larvas como en las moscas adultas después de la infección. Cuando observaron el patrón de distribución de Nups alrededor del borde del núcleo en las células del cordón nervioso de Drosophila, encontraron que estaba alterado después de un trauma cerebral: había espacios en la membrana nuclear y grupos de nups.

También encontraron cambios en una enzima clave involucrada en el transporte de moléculas dentro y fuera del núcleo en los cerebros afectados. Como resultado, se impidió el transporte de carga marcada con fluorescencia dentro y fuera del núcleo. Después de demostrar que la lesión cerebral afecta el mecanismo de transporte entre el núcleo y el resto de la célula, el equipo analizó si la acumulación de Nups conduce a la acumulación de TDP-43 en enfermedades neurodegenerativas. Hicieron que Drosophila produjera el exceso de proteína Nup y luego tiñeron las células cerebrales para la versión de Drosophila de TDP-43, llamada Tbph. Encontraron un aumento significativo en la cantidad de depósitos de Tbph en cerebros con mucho Nup en comparación con cerebros normales.

Además, estos altos niveles de Nups eran tóxicos para las moscas, causando una disminución de la función motora y reduciendo la distancia que podían trepar en un período de tiempo determinado. Cuando el nivel de Nups en las células disminuyó después de la infección, mejoró la capacidad de trepar de las moscas y su vida útil, destacando una forma de explorar nuevos tratamientos. Finalmente, el equipo analizó si la acumulación de la molécula Nup (Nup62) también se observó en el tejido cerebral humano después de una lesión. Examinaron tejido cerebral post-mortem de pacientes con CTE leve y grave emparejado con tejido sano de personas de la misma edad.

Todos los pacientes leves y severos participaron en deportes, mientras que las condiciones saludables no lo hicieron. Descubrieron que Nup62 estaba presente en grandes cantidades en el lugar equivocado en pacientes con enfermedad leve y grave, pero no en el grupo sano, y el grado de agrupación de Nup62 aumentaba con la gravedad de la enfermedad. También vieron cambios similares en la distribución de Nup62 en el modelo de rata de TBI. «Nuestro estudio revela que la lesión cerebral traumática puede interrumpir la maquinaria de transmisión nuclear de la célula, que desempeña un papel esencial en las funciones celulares normales, como la comunicación», concluye el autor principal Udai Pandey, profesor asociado de pediatría y genética humana y neurociencia en la Universidad de Pittsburgh. Escuela de Medicina. «Esto sugiere que la acumulación de proteínas característica del daño neuronal inducido por lesiones inicia estos defectos de transferencia nuclear y que atacar estos defectos podría ser una estrategia para prevenir trastornos neurodegenerativos inducidos por traumatismos», agregó Uday.