Un hallazgo intrigante en los gusanos nematodos sugiere que tener un poco de grasa extra puede ayudar a reducir el riesgo de desarrollar algunas enfermedades neurodegenerativas, como las enfermedades de Huntington, Parkinson y Alzheimer.
Lo que estas enfermedades tienen en común es que son causadas por proteínas anormales que se acumulan en las células del cerebro o entre ellas para formar placas, produciendo daños que causan deterioro mental y muerte prematura.
La enfermedad de Huntington, por ejemplo, es causada por la agregación de proteínas dentro de las neuronas cerebrales que en última instancia conducen a la disfunción motora, los cambios de personalidad, la depresión y la demencia, que generalmente progresa rápidamente después del inicio en los años 40 de las personas.
Estos agregados de proteínas, llamados agregados de Huntington, se han relacionado con problemas con el sistema de reparación del que dependen las células nerviosas para reparar proteínas que se pliegan incorrectamente: la llamada respuesta de plegamiento de proteínas de la célula. Las proteínas mal plegadas pueden hacer que otras proteínas se plieguen incorrectamente, creando una reacción en cadena de proteínas mal plegadas que forman grupos que la célula no puede manejar.
Cuando la Universidad de California, Berkeley, los investigadores perturbaron las potencias de la célula, las mitocondrias, en una cepa del nematodo C. elegans que imita la enfermedad de Huntington, vieron que sus gusanos engordaban. Trazaron el efecto del aumento de la producción de un tipo específico de lípidos que, sorprendentemente, impidieron la formación de proteínas agregadas. La grasa, descubrieron, era necesaria para activar los genesque protegía a los animales y las células de la enfermedad de Huntington, revelando una nueva vía que podría aprovecharse para tratar la enfermedad.
Lo mismo resultó cierto en líneas celulares humanas cultivadas en un plato.
"Descubrimos que los gusanos y las células humanas estaban casi completamente protegidos de los agregados de Huntington cuando activamos esta respuesta", dijo Andrew Dillin, presidente distinguido de Thomas y Stacey Siebel en Stem Cell Research en el Departamento de Molecular y Celular de UC BerkeleyBiología y un investigador del Instituto Médico Howard Hughes.
Posteriormente trataron gusanos y células humanas con la enfermedad de Huntington con medicamentos que impidieron que la célula barriera y almacenara el lípido, llamado ceramida, y vieron el mismo efecto protector.
"Si pudiéramos manipular esta vía lipídica, podríamos ir tras la enfermedad de Huntington, porque en nuestros estudios los medicamentos fueron realmente beneficiosos", dijo. "Esto está listo para pasar al siguiente nivel".
Dillin ya ha comenzado experimentos en ratones con la enfermedad de Huntington para ver si los medicamentos tienen un mejor resultado. Publicará sus últimos hallazgos en línea el 8 de septiembre en la revista Celda .
Cómo la enfermedad de Huntington causa emaciación
En un documento adjunto en el mismo número de Cell, Dillin también informa que el estrés de las neuronas en el cerebro les hace liberar una hormona, la serotonina, que envía mensajes de alerta a todo el cuerpo de que las células del cerebro están bajo ataque, lo que desencadena un estrés similarrespuesta en células alejadas del cerebro. En enfermedades como la de Huntington, el deterioro mental también se asocia con defectos metabólicos periféricos y deterioro muscular.
"La liberación de serotonina cambia drásticamente la producción metabólica de las células periféricas y las fuentes que usan como combustible, por lo que creemos que está instituyendo un cableado metabólico a gran escala, tal vez para proteger las neuronas en el cerebro", dijo.comienzas a cerrar la periferia y dejas de usar los recursos limitados que utiliza, luego más de esos recursos se pueden trasladar a la actividad metabólica del cerebro. Esta podría ser una forma muy inteligente de tratar de salvar el cerebro haciendo que el cuerpo se desperdicie ".
Si bien Dillin descubrió la capacidad de las mitocondrias para comunicarse entre diferentes células y tejidos hace varios años, el nuevo estudio señala que la serotonina es el principal impulsor de esta respuesta metabólica, dijo.
Dillin señaló que los medicamentos que reducen los niveles de serotonina se han utilizado durante mucho tiempo para tratar la depresión y otras manifestaciones psiquiátricas de enfermedades neurodegenerativas, pero los nuevos hallazgos sugieren que estos medicamentos pueden tener un uso más extendido en la enfermedad relacionada con la edad de lo que se pensaba anteriormente.tienen amplias implicaciones no solo para el tratamiento potencial de los trastornos neurodegenerativos, sino para comprender mejor el impacto de la enfermedad neurológica en el metabolismo y las respuestas al estrés en todo el cuerpo.
Mitocondria clave para la degeneración cerebral
Ambos descubrimientos provienen de estudios de mitocondrias, las potencias de la célula que queman nutrientes para obtener energía, pero también juegan un papel clave en la señalización, la muerte celular y el crecimiento. En los últimos años, la creciente evidencia ha asociado disfunciones mitocondriales con el envejecimiento y la edad.enfermedades de plegamiento erróneo de proteínas como Alzheimer, Parkinson y Huntington.
Dillin está particularmente interesado en la enfermedad de Huntington, que se hereda y ataca a las personas de entre 40 y 50 años, lo que inevitablemente conduce a una muerte inútil. La causa genética es bien conocida: la expansión de una parte de un gen que produce una proteína condemasiados aminoácidos de glutamina agregados. La forma en que esta proteína rica en glutamina produce síntomas se revela gradualmente.
Mientras investigaba las mitocondrias en nematodos genéticamente modificados para tener la enfermedad de Huntington, Dillin y sus colegas descubrieron que las proteínas anormales en realidad se agregan en las mitocondrias, y que esto aumenta la respuesta de plegamiento de proteínas dentro de la célula, inundando tanto la mitocrodria como el interior de la célula.con casi 100 tipos de las llamadas proteínas de choque térmico para tratar de reparar las proteínas mal plegadas. Las proteínas de choque térmico actúan como chaperonas mitocondriales para ayudar a importar y plegar las proteínas mitocondriales sintetizadas fuera de las mitocondrias.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que la caída de una chaperona mitocondrial específica, mtHSP70, provocó una respuesta al estrés única mediada por la acumulación de grasa, lo que resultó en un mejor plegamiento de proteínas en el interior o el citosol de la célula. Fármacos que activan esta nueva vía de respuesta al estrés, que llaman la respuesta al estrés mitocondrial a citosólico, protegieron tanto a los nematodos como a las células humanas cultivadas con la enfermedad de Huntington del daño por plegamiento de proteínas.
dijo: "Quizás haya una forma de usar un medicamento para alterar la señal mitocondrial y otro medicamento para alterar la señal de comunicación del cerebro", dijo. "Nunca vería estos dos efectos si estuviera estudiando el plegamiento de proteínas en un tejidoplato de cultivo, porque no tienes todo el organismo C. elegans , en el que puede ver las señales que se comunican ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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