La neurodegeneración que ocurre en la enfermedad de Parkinson es el resultado del estrés en el retículo endoplásmico en la célula en lugar de la falla de las mitocondrias como se pensaba anteriormente, según un estudio en moscas de la fruta. Se descubrió que la muerte de las neuronas asociadas con ella enfermedad se previno cuando se usaron químicos que bloquean los efectos del estrés del retículo endoplásmico.
Algunas formas hereditarias de la enfermedad de Parkinson de inicio temprano generalmente se atribuyen a las mitocondrias que funcionan mal, las potencias de las células. Sin fuentes confiables de energía, las neuronas se marchitan y mueren. Esta puede no ser la imagen completa de lo que sucede dentro de las células afectadaspor Parkinson.Los investigadores de la Unidad de Toxicología del MRC en la Universidad de Leicester utilizaron una mosca común de la fruta para investigar esto más a fondo; las moscas de la fruta se usaron porque proporcionan un buen modelo genético para los humanos.
Los estudios en sujetos humanos son de uso limitado para dilucidar las vías de señalización y los procesos celulares subyacentes al proceso neurodegenerativo. Esto se debe a que las restricciones éticas y técnicas limitan la medida en que el análisis genético puede realizarse en humanos.
Las moscas son un animal modelo bien establecido para comprender los mecanismos moleculares de las enfermedades humanas. Esto se debe a que aproximadamente el 75% de los genes humanos que causan enfermedades se encuentran en la mosca de forma similar. Además, son fáciles de trabajar,se reproducen rápidamente y hay muchas herramientas disponibles para manipular cualquier gen en la mosca. En las moscas, los medicamentos terapéuticos potenciales se pueden mezclar con los alimentos y probar fácilmente.
Se descubrió que la mayor parte del daño a las neuronas con mitocondrias dañadas proviene de una fuente relacionada pero diferente: el retículo endoplásmico ER similar a un laberinto vecino.
El ER tiene el importante trabajo de plegar proteínas para que puedan hacer la gran mayoría del trabajo dentro de las células. Las proteínas mal plegadas son reconocidas por la célula como peligrosas. Las células detienen la producción de proteínas si hay demasiadas proteínas dañinas presentes.Si bien este sistema es protector, también detiene la fabricación de proteínas vitales, y esto finalmente resulta en la muerte de las neuronas.
Para averiguar si el estrés de la sala de emergencias podría estar en juego en el Parkinson, un equipo dirigido por el Dr. Miguel Martins analizó las moscas de la fruta con formas mutantes de los genes pink1 o parkin. Ya se sabe que las formas mutantes de pink1 y parkin privan de energía a las neuronas de la energía.previniendo la eliminación de mitocondrias defectuosas. Estos genes también están mutados en humanos y dan como resultado versiones hereditarias de la enfermedad. Al igual que los pacientes de Parkinson, las moscas con cualquiera de las mutaciones se mueven más lentamente y tienen músculos debilitados. Los insectos luchan por volar y pierden neuronas dopaminérgicasen sus cerebros, una característica clásica del Parkinson.
En comparación con las moscas normales, el equipo de Miguel descubrió que los mutantes experimentaron grandes cantidades de estrés ER. Las moscas mutantes no fabricaban proteínas tan rápido como los no mutantes. También tenían niveles elevados de la molécula de plegamiento de proteínas BiP, un indicadorsigno de estrés.
Una función de los genes pink1 y parkin es ayudar a degradar la mitofusina, una proteína que ata el retículo endoplásmico a las mitocondrias. Las moscas mutantes tienen una abundancia de esta proteína. Se descubrió que los mutantes tenían más mitocondrias unidas a la sala de emergenciasmoscas normales. Por esta razón, los investigadores sugieren que el estrés de la sala de emergencias está relacionado con la atadura adicional de las mitocondrias, evitando así la eliminación de las versiones defectuosas del orgánulo.
Las moscas mutantes, que tienen más de estas ataduras, tienen menos neuronas dopaminérgicas, lo que puede tener un efecto adverso en el cerebro. Al reducir la cantidad de estas ataduras es posible prevenir la pérdida de las neuronas. Cuando los investigadores redujeron experimentalmentela cantidad de mitofusina en los mutantes, el número de ataduras disminuyó y el número de neuronas aumentó nuevamente. Los músculos de las moscas también se mantuvieron saludables a pesar de que las mitocondrias mismas todavía estaban defectuosas.
Estos resultados sugieren que la neurodegeneración observada en el Parkinson es un resultado del estrés ER en lugar de una falla general de las mitocondrias. Los científicos pudieron prevenir la neurodegeneración en moscas mutantes no solo reduciendo la mitofusina, sino también con químicos que bloquean los efectosde estrés ER.
El Dr. Miguel Martins dijo: "Esta investigación desafía la creencia actual de que la enfermedad de Parkinson es el resultado del mal funcionamiento de las mitocondrias. Al identificar y prevenir el estrés de la sala de emergencias en un modelo de la enfermedad, nos fue posible prevenir la neurodegeneración. Experimentos de laboratorio, comoesto, nos permite ver qué efecto tiene el estrés de ER en la enfermedad de Parkinson. Si bien el hallazgo hasta ahora solo se aplica a las moscas de la fruta, creemos que investigaciones adicionales podrían encontrar que una intervención similar en las personas podría ayudar a tratar ciertas formas de Parkinson ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Leicester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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