Subcampeón del premio HDBuzz 2012: moscas de la fruta, conexiones defectuosas y enfermedad de Huntington
Un estudio reciente en moscas de la fruta identifica una nueva conexión entre las sinapsis y la EH
Las sinapsis, las conexiones entre las neuronas, podrían ser una buena diana para las terapias de la enfermedad de Huntington. Una investigación reciente ha identificado una nueva pieza del rompecabezas en relación con las sinapsis y la EH, así como una nueva diana a la que apuntar.
Este artículo de la Dra. Tamara Maiuri, de la Universidad McMaster, es el subcampeón del premio HDBuzz 2012 para jóvenes escritores científicos. Enhorabuena a Tamara, que gana 150 libras y se ha unido a nuestro equipo de redactores habituales.
Un poco sobre las sinapsis
La comunicación entre las células del cerebro es de suma importancia para el correcto funcionamiento del mismo. Se envían muchísimos mensajes entre las neuronas todo el tiempo, todos intrincadamente organizados para impulsar las funciones del cuerpo. Las conexiones entre las neuronas que permiten el paso de estos mensajes se denominan sinapsis.
En la sinapsis, los bordes de las células que se conectan se acercan mucho, lo suficiente como para intercambiar paquetes de moléculas llamados neurotransmisores. Este tipo de intercambio de mensajes es toda una producción. Muchas moléculas diferentes participan en la liberación de neurotransmisores de una célula y en su aceptación en la siguiente.
Imagínese una pequeña burbuja (técnicamente se llama vesícula) que contiene neurotransmisores dentro de la primera célula. La piel de la burbuja, o membrana, está hecha de la misma sustancia que el borde de la célula. Cuando la burbuja entra en contacto con el borde de la célula, las membranas se unen y el contenido de la burbuja (los neurotransmisores) se vierte al exterior.
Los neurotransmisores ya están listos para ser aceptados por la célula receptora vecina, indicando a la nueva célula que haga una cosa u otra. Imagínese: ¡estos mensajes se intercambian por miles de millones cada segundo! Eso es lo que se necesita para que el cerebro coordine todas las funciones del cuerpo, por lo que es importante que las sinapsis, las conexiones entre las neuronas, funcionen correctamente.
Sinapsis: ¿cuál es la, eh, conexión con la enfermedad de Huntington?
Aunque sabemos que la herencia de la mutación de la EH causa la enfermedad, no entendemos del todo cómo la mutación lleva a cabo sus efectos perjudiciales. Los científicos están ocupados investigando varias ideas para encontrar pistas para los tratamientos de la EH. Una cosa que está clara es que las sinapsis dejan de funcionar correctamente muy pronto en los pacientes de EH, mucho antes de que aparezcan los síntomas. Esto hace que la disfunción sináptica sea una diana atractiva para posibles terapias de la EH, ya que la intervención en esta fase podría, en teoría, ralentizar o detener la pérdida de neuronas antes de que comience.
Nuevos conocimientos sobre la enfermedad de Huntington y las sinapsis
En un estudio publicado por el grupo de investigación del Dr. Flaviano Giorgini en la Universidad de Leicester en Inglaterra, los científicos reprogramaron moscas de la fruta para que portaran la mutación de la enfermedad de Huntington y luego observaron de cerca las sinapsis de las larvas de mosca.
Descubrieron que la mutación de la EH causaba problemas en las sinapsis de las larvas al reducir las vesículas sinápticas, las ‘burbujas’ responsables de la entrega de neurotransmisores. El pequeño tamaño de las vesículas dificultaba la transmisión de mensajes a través de la sinapsis.
Los investigadores no solo observaron una transmisión defectuosa de mensajes en las sinapsis, sino que también vieron cambios en el comportamiento de arrastre de las larvas. Sí, así es, el comportamiento de arrastre de las larvas. Los investigadores saben que estas pequeñas criaturas pasan una cierta cantidad de tiempo arrastrándose en línea recta y una cierta cantidad de tiempo haciendo giros. Los cambios en los patrones de arrastre, como estos, son típicos de la neurodegeneración en las moscas de la fruta.
“la mutación de la EH causó problemas al reducir las vesículas sinápticas, las ‘burbujas’ que entregan los neurotransmisores”
¿Qué podría estar ocurriendo para que la mutación de la EH cause estas vesículas más pequeñas, la transmisión de mensajes deteriorada y el extraño comportamiento de arrastre en las larvas?
En este estudio, los investigadores optaron por observar una proteína llamada Rab11. Hubo un par de razones para ello. En primer lugar, se sabe que Rab11 participa en la construcción de vesículas. En segundo lugar, el producto del gen de la EH, la proteína huntingtina mutante, interfiere en la capacidad de Rab11 para llevar a cabo su función en las células. De hecho, el equipo de Leicester descubrió previamente que la introducción de Rab11 adicional en la mosca de la fruta con EH ayudaba a combatir la neurodegeneración.
Esta vez, simplemente se preguntaron si Rab11 podría ser la conexión que une la huntingtina mutante con las vesículas de pequeño tamaño y la disfunción sináptica en las larvas. Para responder a esta pregunta, introdujeron Rab11 adicional en las larvas con la mutación de la EH para ver si podía solucionar el problema. No solo el Rab11 adicional restauró el tamaño de las vesículas en las larvas, sino que también mejoró la transmisión de mensajes y devolvió el comportamiento de arrastre a la normalidad.
Entonces… ¿problema resuelto?
Los ávidos lectores de HDBuzz lo saben muy bien: ¡la investigación de la enfermedad de Huntington no es tan sencilla! Además de este nuevo conocimiento sobre el papel de Rab11 en la disfunción sináptica, puede haber otras formas en las que Rab11 esté involucrado en la EH. Por ejemplo, las neuronas también necesitan Rab11 para captar combustible en forma de glucosa. Se cree que la huntingtina mutante también interfiere en este proceso.
También se sabe que otros aspectos del funcionamiento sináptico contribuyen a la enfermedad de Huntington. La huntingtina mutante puede interferir en la función de las enzimas PDE (fosfodiesterasa), que descomponen las moléculas de señalización en el lado opuesto de las sinapsis. Estas enzimas PDE son una diana clave para la investigación de fármacos para la EH.
¡Por no mencionar que las moscas de la fruta y los humanos son muy diferentes! Aunque los científicos tienen buenas razones para creer que la conexión Rab11-huntingtina es válida en los humanos, se necesitará una buena cantidad de investigación antes de que podamos entender exactamente cómo todos estos factores influyen en la EH en los pacientes humanos.
Lo importante que hay que recordar sobre la investigación básica como este estudio es que proporciona nuevas formas de ver el problema de la EH, es decir, nuevos ángulos para la terapia. Este estudio nos dice que, sea lo que sea que la huntingtina mutante esté haciendo para fastidiar las sinapsis, Rab11 está involucrado. Esto convierte a Rab11 en una pieza del rompecabezas a la que los científicos pueden apuntar a la hora de idear terapias para la EH: si la huntingtina mutante está interfiriendo con la función de Rab11, la esperanza es que se pueda desarrollar un fármaco para restaurar la función de Rab11 y revertir los efectos nocivos de la mutación heredada.
