Los investigadores han establecido cómo funciona una proteína llamada alfa-sinucleína, que está estrechamente asociada con la enfermedad de Parkinson, en cerebros humanos sanos. Al mostrar cómo funciona la proteína en pacientes sanos, el estudio ofrece pistas importantes sobre lo que puede estar sucediendo cuando las personas se desarrollanla enfermedad misma
La enfermedad de Parkinson es una de un grupo de afecciones conocidas como "enfermedades por plegamiento de proteínas", porque se caracterizan por proteínas específicas que se distorsionan y funcionan mal. Estas proteínas se agrupan en cadenas similares a hilos, que son tóxicas para otras células.
Si bien el mal funcionamiento de la alfa-sinucleína se ha reconocido durante mucho tiempo como un sello distintivo de la enfermedad de Parkinson, su papel en los cerebros sanos no se entendía correctamente hasta ahora. El nuevo estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Cambridge y el Imperial College de Londres, muestra quela proteína regula el flujo de transportadores celulares conocidos como vesículas sinápticas, un proceso fundamental para la señalización efectiva en el cerebro.
Significativamente, los investigadores también probaron formas mutadas de alfa-sinucleína que están relacionadas con la enfermedad de Parkinson. Se descubrió que esto interfiere con el mismo mecanismo, esencialmente al afectar la capacidad de la alfa-sinucleína para regular el flujo de vesículas sinápticas, y por lo tantocomprometiendo la señalización entre neuronas.
Giuliana Fusco, estudiante de doctorado en Química del St John's College, Universidad de Cambridge, realizó los principales experimentos que sustentan la investigación. "Ya estaba claro que la alfa-sinucleína desempeña algún tipo de papel en la regulación del flujo de vesículas sinápticas en elSinapsis, pero nuestro estudio presenta el mecanismo, explicando exactamente cómo lo hace ", dijo." Debido a que hemos demostrado que las formas mutadas de alfa-sinucleína, que están asociadas con formas familiares de enfermedad de Parkinson de inicio temprano, afectan este proceso,ahora también sé que esta es una función que puede verse afectada en personas que portan estas mutaciones ".
Los investigadores enfatizan que los resultados deben tratarse con precaución en esta etapa, sobre todo porque mucho sobre la enfermedad de Parkinson sigue siendo oscuro.
El Dr. Alfonso De Simone, del Departamento de Ciencias de la Vida de Imperial, y uno de los autores principales del estudio, dijo: "Es importante tener cuidado de no saltar a conclusiones. Están sucediendo muchas cosas en el desarrollo de la enfermedad de Parkinson ysus orígenes podrían ser múltiples, pero hemos dado un paso adelante para comprender lo que está sucediendo "
La función precisa de la alfa-sinucleína ha sido objeto de un debate considerable, en parte porque es abundante en los glóbulos rojos y en el cerebro. Esto implica que es una proteína metamórfica bastante extraña que puede desempeñar varias funciones diferentesroles
Establecer que regula los mecanismos que permiten que se produzca la señalización en el cerebro representa un progreso significativo. "Si quita parte de una máquina, necesita saber qué se supone que debe hacer antes de poder comprender cuáles son las consecuencias de su eliminaciónes probable que sea ", dijo De Simone." Hemos tenido una situación similar con la enfermedad de Parkinson; necesitábamos saber qué hace realmente la alfa-sinucleína para identificar las estrategias correctas para abordarla como un enfoque terapéutico para el Parkinson ".
El estudio incluyó experimentos de laboratorio en los que las vesículas sintéticas, que modelaban las vesículas sinápticas encontradas en el cerebro, fueron expuestas a la alfa-sinucleína. Mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear, los investigadores examinaron cómo la proteína se organizó estructuralmente en relación con las vesículas.Para verificar los hallazgos, se llevaron a cabo pruebas adicionales en muestras tomadas de los cerebros de ratas.
El proceso básico por el cual las señales pasan a través del cerebro involucra neurotransmisores, que se transportan dentro de las vesículas sinápticas, pasando a través de las sinapsis, las uniones entre las neuronas. Durante la señalización, algunas vesículas se mueven a la superficie de la sinapsis, se fusionan con elmembrana, y liberan los neurotransmisores a través de la conexión, todo en cuestión de milisegundos.
Los investigadores encontraron que la alfa-sinucleína desempeña un papel esencial en la organización de las vesículas durante este proceso. Se encontró que dos regiones diferentes de la proteína tienen propiedades de unión a la membrana que significan que puede unirse a las vesículas y mantener algunas de ellas en su lugar, mientras que otros son liberados.
Al retener algunas de las vesículas, la proteína esencialmente realiza una función reguladora, asegurando que no se transmitan demasiadas, ni muy pocas, en cualquier momento dado ". Es una especie de efecto pastoral por alfa-sinucleína que ocurrelejos de la sinapsis misma, y controla la cantidad de vesículas sinápticas utilizadas en cada transmisión ", dijo Fusco.
La investigación sugiere que en algunos casos familiares de enfermedad de Parkinson de inicio temprano, debido a un mal funcionamiento de la alfa-sinucleína como resultado de alteraciones genéticas, el papel de ordenamiento de la proteína se ve comprometido. Una de las marcas registradas de la enfermedad de Parkinson, por ejemplo, es un exceso dealfa-sinucleína en el cerebro. En tales circunstancias, es posible que se produzca demasiada unión y que el flujo de vesículas sea limitado, evitando una neurotransmisión efectiva.
"En esta etapa solo podemos especular sobre las implicaciones más amplias de estos hallazgos y se necesita más investigación para probar algunas de esas ideas", agregó De Simone. "Sin embargo, esto parece explicar una gran cantidad de datos bioquímicos enInvestigación de Parkinson "
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