Una proteína de la enfermedad de Parkinson juega un importante papel en los cerebros sanos

Las formas mutadas de la alfa-sinucleína están asociadas con las primeras formas familiares de la aparición de la enfermedad de Parkinson

E.P. | 22 - Septiembre - 2016 15:00 h.

Investigadores han establecido cómo una proteína llamada alfa-sinucleína, que está estrechamente asociada con la enfermedad de Parkinson, funciona en los cerebros humanos sanos, ofreciendo pistas importantes sobre lo que puede estar ocurriendo cuando las personas desarrollan la enfermedad en sí.

La enfermedad de Parkinson forma parte de un grupo de trastornos conocidos como enfermedades de proteínas mal plegadas, ya que se caracterizan por proteínas específicas que se distorsionan y funcionan mal, agrupándose en cadenas en forma de hilos tóxicos para otras células. Aunque el mal funcionamiento de la alfa-sinucleína se ha reconocido como una característica de la enfermedad de Parkinson, su papel en cerebros sanos no se ha entendido correctamente hasta ahora, según los autores de este trabajo.

El nuevo estudio, llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Cambridge y el Imperial College de Londres, en Reino Unido, muestra que la proteína regula el flujo de los transportadores celulares conocidos como vesículas sinápticas, un proceso fundamental para la señalización eficaz en el cerebro.

Los investigadores también analizaron formas mutadas de la alfa-sinucleína que están vinculadas a la enfermedad de Parkinson. De esta forma, detectaron que esto interfiere con el mismo mecanismo, esencialmente, al afectar la capacidad de la alfa-sinucleína para regular el flujo de las vesículas sinápticas y, por lo tanto, poner en peligro la señalización entre las neuronas.

Giuliana Fusco, estudiante del doctorado de Química del 'St. John's College', de la Universidad de Cambridge, que se encargó de los principales experimentos que sustentan la investigación, explica: "Ya estaba claro que la alfa-sinucleína desempeña algún tipo de papel en la regulación del flujo de las vesículas sinápticas en la sinapsis, pero nuestro estudio presenta el mecanismo, explicando exactamente cómo lo hace".

"Como hemos demostrado que formas mutadas de la alfa-sinucleína, que están asociadas con las primeras formas familiares de la aparición de la enfermedad de Parkinson, afectan a este proceso, también ahora sabemos que se trata de una función que puede alterarse en personas portadoras de estas mutaciones", resalta.

Los autores subrayan que los resultados deben tratarse con precaución en esta etapa, sobre todo porque muchos aspectos sobre la enfermedad de Parkinson siguen sin estar claros. "Es importante tener cuidado de no sacar conclusiones precipitadas. Están sucediendo muchas cosas en el desarrollo de la enfermedad de Parkinson y sus orígenes podrían ser múltiples, pero hemos dado un paso adelante en la comprensión de lo que está pasando", dice el doctor Alfonso De Simone, del Departamento de Ciencias de la Vida del Imperial, y uno de los autores principales del estudio.

La función precisa de la alfa-sinucleína ha sido objeto de debate, en parte porque es abundante en las células rojas de la sangre, así como en el cerebro. Esto implica que es una proteína bastante extraña y metamórfica que potencialmente puede realizar varias funciones diferentes. Establecer que regula los mecanismos de señalización que permiten que se produzca en el cerebro representa un avance significativo.

Una especie de efecto de 'pastoreo'

Los experimentos de laboratorio del estudio se centraron en exponer a vesículas sintéticas, resulantes del modelado de las vesículas sinápticas presentes en el cerebro, a la alfa-sinucleína. Mediante el uso de espectroscopia de resonancia magnética nuclear, los investigadores examinaron cómo se organizó estructuralmente la proteína en relación con las vesículas. Para comprobar los resultados, se realizaron pruebas adicionales en muestras tomadas de cerebros de ratas.

El proceso básico por el que las señales pasan a través del cerebro implica neurotransmisores, que se llevan al interior 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 la membrana y guían los neurotransmisores a través de la conexión, todo en cuestión de milésimas de segundo.

Los investigadores encontraron que la alfa-sinucleína desempeña un papel esencial en la ordenación de las vesículas durante este proceso. Se han encontrado dos regiones diferentes de la proteína que tienen propiedades de unión a la membrana, lo que significa que pueden adherirse a las vesículas y mantener algunas en su lugar, mientras se liberan otras.

Con el almacenamiento de algunas de las vesículas de vuelta, la proteína lleva a cabo esencialmente una función reguladora, asegurando que no avanzan demasiadas ni muy pocas en un momento dado. "Es una especie de efecto de guía o 'pastoreo' que realiza la alfa-sinucleína fuera de la propia sinapsis y controla el número de vesículas sinápticas empleadas en cada transmisión", apunta Fusco.

La investigación sugiere que en algunos casos familiares de inicio temprano de la enfermedad de Parkinson, debido a un mal funcionamiento de la alfa-sinucleína como resultado de alteraciones genéticas, la función de ordenación de la proteína se ve comprometida. Una de las marcas de la enfermedad de Parkinson, por ejemplo, es un exceso de alfa-sinucleína en el cerebro, una circunstancia en la que es posible que se produzca demasiada unión y el flujo de vesículas quede limitado, evitando la neurotransmisión eficaz.

"En esta etapa sólo podemos realmente especular sobre las amplias implicaciones de estos hallazgos y se necesita más investigación para probar algunas de esas ideas", agrega De Simone. "Sin embargo, esto parece explicar una gran cantidad de datos bioquímicos en la investigación de Parkinson", apostilla.