07/09/2017 | CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD
Un nuevo mecanismo para entender mejor al Parkinson
En esta enfermedad, las mutaciones de una proteína celular normal afecta el funcionamiento de las organelas que generan la energía que usan las neuronas.
Cultivo de neuronas humanas diferenciadas que expresan sinucleina en rojo y mitocondrias en verde. Azul corresponde a núcleos celulares. Foto: gentileza Tomás Falzone.

La alfa sinucleína es una proteína que las neuronas producen normalmente, pero que en algunas patologías, como la enfermedad de Parkinson, se acumula en forma excesiva en el interior de estas células. Estos depósitos son huellas de alteraciones celulares que indican una disfunción neuronal y que lleva con el tiempo a su muerte, fenómeno responsable de los síntomas de la enfermedad.

Una investigación publicada en la revista Scientific Reports muestra que la acumulación de alfa sinucleína y la aparición de variantes mutadas de esta proteína afectan el funcionamiento de las mitocondrias, pequeñas organelas encargadas de producir la energía que necesita la célula para vivir.

“Nuestros resultados nos permiten proponer que en condiciones fisiológicas, es decir de no-enfermedad, la alfa sinucleína controla el movimiento y la forma de las mitocondrias. En Parkinson, tal vez por acumulación de sinucleína normal o por la aparición de mutaciones, podría romperse el balance. Esto causa los problemas de movilidad – las mitocondrias no se desplazan normalmente – y de fragmentación que se ven en Parkinson”, comenta Tomás Falzone, investigador adjunto del CONICET en el Instituto de Biología Celular y Neurociencia (IBCN), en el Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME, CONICET-FIBYME) y coordinador del trabajo.

La enfermedad de Parkinson es el segundo trastorno neurodegenerativo más prevalente, después del Alzheimer, y se caracteriza por la pérdida neuronal progresiva y la acumulación de inclusiones intracelulares llamadas cuerpos de Lewy, cuyo componente principal es la alfa sinucleína.

Trabajos anteriores mostraron que ciertas mutaciones de esta proteína están asociadas a la inducción de la enfermedad de Parkinson familiar dominante. “Actualmente existen fuertes evidencias genéticas, patológicas y farmacológicas que indican que una falla en la función de las mitocondrias podría ser clave en la progresión de la enfermedad”, agrega Falzone.

Durante este trabajo buscaron entender cómo la alfa sinucleína podría afectar a estas organelas. El investigador comenta que “la idea fue profundizar en el conocimiento de la función fisiológica de esta proteína y sus posibles mecanismos patogénicos. Si alfa sinucleína se expresa mucho en neuronas entonces, ¿Cual es su función? ¿Que hace en las mitocondrias neuronales?”.

Tomaron células humanas madre pluripotentes, es decir que tienen la capacidad de autorenovarse y a la vez diferenciarse a diferentes tipos celulares, y las indujeron a transformarse en neuronas. En esos modelos estudiaron como era el transporte de las mitocondrias a través del axón, la ramificación más larga de la neurona, y que forma adoptaban las mitocondrias cuando había un exceso de alfa sinucleína en la célula.

Descubrieron que la interacción de esta proteína con la mitocondria es un mecanismo fisiológico normal que regula la forma y el movimiento intracelular de las mitocondrias en las neuronas. Pero que en individuos donde la proteína se acumula en el interior de esas células, esta interacción aumenta y lleva al mal funcionamiento de las organelas.

“Además, pudimos determinar que ciertas mutaciones genéticas aumentan la interacción entre la alfa sinucleína y la mitocondria. Esto altera la movilidad de la organela e incluso lleva a su fragmentación”, dice Falzone. “Por otro lado realizamos experimentos de edición genómica en células madre para modificar la alfa sinucleína y ver que al no poder unirse a las mitocondrias se observa un efecto opuesto de elongación de las mitocondrias”.

El próximo paso es determinar cómo estas disfunciones afectan el funcionamiento de las neuronas de las personas con Parkinson y definir si “el manejo de la interacción de la sinucleína con la mitocondria permite de alguna manera desarrollar una futura estrategia de control de los cambios mitocondriales”, concluye Falzone.

Tomás Falzone y Victorio Pozo Devoto son los autores de un nuevo trabajo publicado el 7 de septiembre en la revista Disease Models & Mechanisms donde se revisan los datos bibliográficos que sugieren un rol de alfa sinucleína en el control de la dinámica de las mitocondrias y en la Enfermedad de Parkinson.

Por Ana Belluscio.

Sobre investigación:

  • Victorio Martin Pozo Devoto. IBCN. International Clinical Research Center (ICRC). Brno, República Checa.
  • Nicolás Dimopoulos. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia (FLENI).
  • Matías Alloatti. Becario doctoral del CONICET. IBCN.
  • María Belén Pardi. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires (IBioBA-MPSP).
  • Trinidad M. Saez. Becaria pos-doctoral del CONICET. IBCN.
  • María Gabriela Otero. IBCN.
  • Lucas Eneas Cromberg. IBCN.
  • Antonia Marín-Burgin. Investigadora independiente del CONICET. IBioBA-MPSP.
  • Maria Elida FLENI.
  • Gorazd B. Stokin. ICRC. Brno, República Checa.
  • Alejandro F. Schinder. Investigador principal del CONICET. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-Fundación Instituto Leloir)
  • Gustavo Sevlever. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia (FLENI).
  • Tomás Luis Falzone. Investigador adjunto. IBCN.