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Los trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) afectan al encéfalo y pueden causar problemas que abarcan desde la demencia hasta la parálisis.
Patrick Verstreken, investigador principal de RobustSynapses y director científico y jefe de grupo en el VIB Center for Brain & Disease Research de la KU Leuven (Bélgica), explica: «El proyecto RobustSynapses abordó una de las mayores necesidades médicas no satisfechas: el hecho de que no existen curas para ninguna de estas importantes afecciones neurodegenerativas. Para alcanzar tal objetivo quisimos observar de cerca qué es lo que sucede en las etapas tempranas de estas enfermedades».
Tratamientos más eficaces
Más concretamente, el proyecto RobustSynapses, financiado con fondos europeos, se centró en las sinapsis. Estas pequeñas conexiones, que existen entre las terminaciones de las células nerviosas en el encéfalo, permiten que las señales pasen de una neurona a la siguiente. Por lo tanto, las sinapsis son fundamentales para la función encefálica. A menudo también son el primer lugar afectado durante la evolución de la enfermedad neurodegenerativa.
En este proyecto respaldado por el Consejo Europeo de Investigación, Verstreken pretendía lograr una mejor comprensión de cómo funcionan exactamente estas sinapsis y qué podría estar haciendo que las cosas fallen. Su hipótesis era que, algún día, este conocimiento podría permitir a los profesionales médicos identificar la evolución de la enfermedad de forma más temprana y poder intervenir con mayor eficacia. Esto podría dar lugar a tratamientos más eficaces y al alivio de los problemas de los pacientes posteriormente.
El equipo del proyecto comenzó estudiando lo que estaba sucediendo en las sinapsis de las moscas de la fruta, mediante la aplicación de novedosos métodos de edición del genoma. Verstreken añade: «Lo que descubrimos fue que existen mecanismos específicos en las sinapsis que son necesarios para eliminar los residuos disfuncionales. Si esto no sucede, las sinapsis fallan, causando problemas».
Después, el equipo aplicó estos hallazgos «in vitro» a neuronas humanas, generadas a partir de células cutáneas de pacientes. Esta combinación de métodos permitió al equipo del proyecto estudiar, en primer lugar, los procesos sinápticos en vivo y, a continuación, confirmar, o no, sus descubrimientos en células nerviosas humanas.
Un hallazgo fundamental, confirmado por ambos métodos, fue que los problemas en la sinapsis son causados por un proceso llamado «autofagia específica de la sinapsis». Verstreken cree que este descubrimiento podría crear nuevas oportunidades de dianas terapéuticas en el tratamiento de trastornos neurológicos. Verstreken afirma: «Una de nuestras innovaciones más emocionantes fue que pudimos desarrollar herramientas que interfieren con los defectos inducidos por este proceso en los contactos sinápticos, incluido el deterioro cognitivo. Ahora estamos persiguiendo esto con la esperanza de desarrollar intervenciones terapéuticas reales».
Oportunidades de investigación emocionantes
Este trabajo continúa a buen ritmo en el laboratorio de Verstreken, quien afirma: «En primer lugar, estamos usando métodos de célula única para definir qué células del encéfalo son las más afectadas por los procesos sinápticos que descubrimos. Un descubrimiento emocionante ha sido averiguar por qué los pacientes con enfermedad de Parkinson sufren problemas para dormir».
Verstreken planea ampliar esta línea de investigación concreta en el futuro, mediante la búsqueda de más células afectadas en los encéfalos de los pacientes. A continuación, estas pueden ser modeladas en sistemas apropiados en el laboratorio, bien como en este proyecto, en animales vivos, bien en neuronas humanas derivadas de células cutáneas
Verstreken continúa: «En segundo lugar, tal y como he comentado antes, descubrimos la forma de interferir con los efectos de la “autofagia en la sinapsis”. Podemos lograrlo manipulando las proteínas que son fundamentales para el proceso y que, según se ha descubierto, generan riesgo de enfermedad de Parkinson cuando mutan en los pacientes. En la actualidad estamos desarrollando herramientas eficaces para lograrlo, junto a nuestros socios del sector».
Las emocionantes oportunidades de investigación generadas por el proyecto RobustSynapses han abierto la puerta a nuevos métodos para las enfermedades neurodegenerativas. Habida cuenta de que no existen curas en la actualidad, identificar nuevas posibles vías para nuevos tratamientos podría tener un efecto tremendamente positivo en la humanidad. Verstreken finaliza: «Dado el gran número de personas que sufren neurodegeneración, el impacto podría ser muy considerable».