Un equipo de investigación español genera un nuevo modelo para estudiar el Parkinson antes de que aparezca neurodegeneración
Un nuevo modelo animal permitirá estudiar estadios muy iniciales de la enfermedad de Parkinson
Investigación y medicina, martes, 11 de marzo, 2024Un equipo de investigación, en colaboración con el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona del CSIC y liderado por el Institut de Neurociències de la UAB, ha desarrollado y validado un nuevo modelo animal para estudiar los estadios muy iniciales de la enfermedad de Parkinson. "Este modelo permitirá investigar las etapas en las que aún no se manifiestan los síntomas motores y comprender los mecanismos moleculares previos a la muerte neuronal".
El modelo se basa en el gusano Caenorhabditis elegans y se presenta como una herramienta esencial para el desarrollo de futuras terapias dirigidas a detener la pérdida de estructura y función neuronal característica de la enfermedad.
Los síntomas más evidentes de la enfermedad de Parkinson, que son "los motores, suelen manifestarse después de que la enfermedad ha progresado durante años y el daño cerebral se vuelve irreversible". Por lo tanto, comprender el desarrollo de la enfermedad en sus etapas tempranas puede ser fundamental para facilitar un diagnóstico precoz y buscar tratamientos que puedan frenar la neurodegeneración a tiempo.
Los modelos animales disponibles hasta el momento no han facilitado el estudio de la enfermedad de Parkinson en sus estadios preclínicos debido a su complejidad y a su largo ciclo vital. Sin embargo, un equipo de investigación, con la participación del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona del CSIC y liderado por el Institut de Neurociències de la Universitat Autònoma de Barcelona (INc-UAB), ha introducido un nuevo modelo que permite investigar los síntomas no motores en las etapas más tempranas de la enfermedad.
Este modelo se basa en el "gusano transgénico Caenorhabditis elegans RAC1/ced10", el cual ha permitido detectar el período vital en el que comienza la patología y seguir el proceso de acumulación de la proteína que la desencadena.
El estudio, cuyos hallazgos han sido publicados en la prestigiosa revista Progress in Neurobiology, ha sido meticulosamente coordinado por la Dra. Esther Dalfó, investigadora destacada del Institut de Neurociències de la Universitat Autònoma de Barcelona (INc-UAB) y del Institut de Recerca i Innovació en Ciències de la Vida i de la Salut a la Catalunya Central (IRIS-CC). La Dra. Dalfó también desempeña un papel crucial como docente en la Universidad de Vic-Universidad Central de Cataluña (UVic-UCC), aportando su vasta experiencia y liderazgo en el campo de la neurociencia.
Este estudio representa un avance significativo en la comprensión de la enfermedad de Parkinson, ya que ofrece una perspectiva única sobre los estadios preclínicos de la enfermedad, que hasta ahora habían sido difíciles de estudiar debido a la limitada disponibilidad de modelos animales adecuados. La meticulosa investigación liderada por la Dra. Dalfó y su equipo ha abierto nuevas puertas para explorar los síntomas no motores de la enfermedad en sus etapas más incipientes".
La colaboración entre diversas instituciones, incluyendo el "INc-UAB, el IRIS-CC, y la UVic-UCC", demuestra el poder y la importancia de la investigación interdisciplinaria en el campo de la neurociencia. Los resultados de este estudio no solo contribuyen al cuerpo de conocimientos sobre la enfermedad de Parkinson, sino que también ofrecen nuevas perspectivas para el desarrollo de terapias y tratamientos dirigidos a abordar los aspectos más tempranos de esta patología neurodegenerativa.
La Dra. Amanda Muñoz-Juan, investigadora destacada del Instituto de Ciencias de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y primera autora del artículo, subraya la relevancia del "gusano Caenorhabditis elegans RAC1/ced10" como herramienta invaluable para investigar los cambios en las proporciones de lípidos en el cerebro, aspecto crucial para el diagnóstico precoz de la enfermedad de Parkinson, así como para explorar los síntomas tempranos de naturaleza gabaérgica. Estos aspectos, fundamentales para comprender la fisiopatología de la enfermedad, preceden a la degeneración de las neuronas dopaminérgicas y su estudio permitirá profundizar en los mecanismos moleculares subyacentes a la neurodegeneración.
La secuencia de manifestaciones clínicas en "pacientes con Parkinson" comienza con síntomas no motores, seguidos por síntomas motores, los cuales están respectivamente regulados por los neurotransmisores GABA y la dopamina. Estas sintomatologías están estrechamente vinculadas a la acumulación de la proteína alfa-sinucleína en el sistema nervioso, que conduce a la muerte selectiva de las neuronas, especialmente aquellas que secretan dopamina (neuronas dopaminérgicas). Además de la acumulación anormal de esta y otras proteínas, se ha observado en pacientes la acumulación de lípidos en varias áreas del sistema nervioso central, aunque aún no se comprende completamente el papel que desempeñan en la progresión de la enfermedad.
El equipo investigador ha validado que el nuevo modelo animal exhibe síntomas no motores en etapas muy iniciales, los cuales dependen de los neurotransmisores GABA, y ha confirmado la hipótesis sobre la relevancia del metabolismo lipídico en el desarrollo de la enfermedad. Estos hallazgos representan un paso significativo hacia la comprensión más completa de la enfermedad de Parkinson y pueden allanar el camino para estrategias terapéuticas más efectivas en el futuro.
Un gusano importante para la investigación neurocientífica
Caenorhabditis elegans es un organismo modelo importante para la investigación neurocientífica. Muchas moléculas implicadas en la señalización neuronal y el metabolismo de este nematodo son iguales en los humanos y los modelos experimentales han permitido predecir de resultados para enfermedades humanas.«C. elegans es ideal para hacer estudios de neurodegeneración, porque tiene un tiempo de vida corto, de 15 a 20 días. Esto hace que no sea costoso hacer un seguimiento de todo el proceso. A la vez, su sistema nervioso es tan sencillo -solo tiene 302 neuronas, de las cuales 8 son dopaminérgicas y 26 gabaérgicas- que nos permite seguir todos los cambios que suceden», explica la Dra. Dalfó.
Dalfó y sus colaboradores ya demostraron en un estudio previo que "la proteína RAC1, que en C. elegans se conoce como ced-10, protege las neuronas dopaminérgicas de la toxicidad producida por la alfa-sinucleïna, y que en pacientes con párkinson la actividad de esta proteína está disminuida. Para esta investigación, el equipo ha creado un gusano transgénico sin RAC1/ced10, en el que la alfa-sinucleïna se acumula y causa la muerte neuronal".
Otra ventaja de C. elegans es que sus principales vías lipídicas son conocidas y son las mismas que las de los humanos. "En este estudio el grupo de investigación ha observado que, en comparación con el gusano sano, ya desde las etapas más tempranas el nuevo gusano transgénico presenta cambios en las proporciones de los tipos de lípidos en el organismo".
«El nuevo modelo que hemos generado abre una ventana a la investigación de las etapas tempranas de la enfermedad de Parkinson y otras sinucleinopatías antes de llegar a la muerte neuronal, y permitirán investigar fármacos que puedan ayudar a parar la enfermedad antes de que sea demasiada tarde», destaca Esther Dalfó.
En el trabajo, coordinado desde el INc-UAB, han participado también investigadores de la Universidad de Alabama (EE. UU.), Universidad de Vic-Universidad Central de Cataluña (UVic-UCC) y del Institut de Recerca i Innovació en Ciències de la Vida i de la Salut a la Catalunya Central (IRIS-CC).
Información de referencia:https://delegacion.catalunya.csic.es