Un nuevo estudio realizado en la Universidad de Haifa y publicado en la prestigiosa revista NPJ Parkinson’s Disease (Synaptic disfunción and extracelular Matrix Dysregulation in dopaminergic neurons from sporadic and E326K-GBA1 Parkinson’s Disease Patients) ha encontrado por primera vez una conexión entre la enfermedad de Parkinson y la matriz extracelular en el cerebro, según publicación en Jewish Press.
El estudio encontró evidencia de cambios en los genes que codifican proteínas de la matriz extracelular entre los pacientes de Parkinson con antecedentes genéticos y aquellos con una enfermedad esporádica.
“Para obtener una comprensión más profunda de la enfermedad de Parkinson y avanzar en los esfuerzos por encontrar una cura para la enfermedad, necesitamos examinar los cambios que ocurren en la matriz extracelular”, explicó el autor del estudio, la profesora Shani Stern. “Hasta ahora, la mayoría de los estudios sobre el Parkinson se han centrado en las células y las conexiones sinápticas. Los resultados de nuestro estudio encontraron cambios en la matriz extracelular, que no ha sido un foco de investigación sobre el Parkinson”.
La enfermedad de Parkinson es causada por daño a las células de la sustancia negra, un área del cerebro que produce dopamina, una sustancia que se utiliza para transferir mensajes entre las células del cerebro y desempeña un papel clave en nuestra capacidad para realizar funciones motoras normales.
Según la profesora Stern, uno de los principales problemas a la hora de estudiar la enfermedad de Parkinson es que sólo el 15% de los casos tienen una causa genética conocida, mientras que el 85% restante se consideran “esporádicos”. Por lo tanto, sólo en el 15% de los casos es posible crear un modelo de la enfermedad en animales.
El estudio actual fue realizado por la Prof. Stern del Departamento de Neurobiología de Sagol en cooperación con el Instituto Salk de San Diego, la Universidad de Erlangen en Alemania y la UCL de Londres.
El estudio utilizó la reprogramación de células en células madre. La profesora Stern tomó células de la piel de pacientes de Parkinson, las reprogramó en células madre y luego las diferenció como células de un tipo diferente (neuronas dopaminérgicas) que transportan la misma información genética que la persona de la que fueron extraídas.
En este caso, los investigadores utilizaron muestras de células de la piel extraídas de 10 pacientes. Algunos de estos pacientes padecen la enfermedad de Parkinson de origen genético con la mutación del gen GBA1, que se asocia con la enfermedad de Gaucher.
Los pacientes de Gaucher portan una mutación en dos copias del gen GBA1; si una persona tiene solo una copia con mutación, tiene un riesgo elevado de desarrollar la enfermedad de Parkinson. Los otros pacientes del estudio padecían enfermedad de Parkinson esporádica, sin cambios o mutaciones genéticas conocidas.
“Sabemos que las mutaciones en el gen GBA1 son responsables de enfermedades por almacenamiento como la enfermedad de Gaucher, y ahora también se consideran el factor de riesgo más común para la enfermedad de Parkinson“, señaló el profesor Stern.
Las células de la piel fueron “reprogramadas” como células madre que luego se diferenciaron en células dopaminérgicas para que las células portaran la misma información genética para cada participante en el estudio. También se llevó a cabo el mismo proceso con participantes sanos que sirvieron como grupo de control.
La matriz extracelular es parte del tejido que rodea las células y les proporciona soporte estructural. Además de su función estructural, la matriz también realiza otras funciones, como separar diferentes tejidos y controlar la comunicación entre células.
Según la profesora Stern, los investigadores han descubierto en los últimos años que, además del soporte estructural, la matriz extracelular también cumple diversas funciones fisiológicas y participa en la creación y destrucción de sinapsis (conexiones) entre células, el desarrollo de sinapsis y la plasticidad sináptica. Añade que hoy en día la matriz extracelular se considera una de las cuatro partes de la sinapsis: la neurona presináptica, la neurona postsináptica, las células gliales y la matriz extracelular. En consecuencia, el término “sinapsis tetrapartita” es ahora de uso común.
Los hallazgos muestran evidencia, tanto entre pacientes de Parkinson con la mutación GBA1 como entre pacientes con enfermedad esporádica, de cambios en la expresión de numerosos genes que codifican proteínas de la matriz extracelular.
Por ejemplo, se descubrió que las células producidas por pacientes de Parkinson tienen menos ARNm y menos proteínas que construyen la matriz extracelular que las células producidas por individuos sanos. Los investigadores también descubrieron por primera vez que la proteína colágeno 4, que desempeña un papel importante en la construcción de la matriz extracelular, sufre agregación en los pacientes de Parkinson, pero no en individuos sanos.
“Los cambios aparecen al mismo tiempo en el proceso de diferenciación, cuando vemos una disminución en la actividad sináptica de las neuronas creadas a partir de pacientes de Parkinson y una disminución en su capacidad para transferir mensajes neuronales a otras células, y por lo tanto creemos que hay una conexión entre los dos procesos”, explicó la Prof. Stern.
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