El colapso del esqueleto celular puede desencadenar la muerte de las neuronas en el Alzheimer

Los científicos de la Universidad de California en Santa Bárbara han abierto nuevas puertas en la búsqueda de lo que sucede con las células cerebrales que se destruyen en la enfermedad de Alzheimer y las demencias relacionadas.

“Con la demencia, las células cerebrales o neuronas que necesita para las habilidades cognitivas ya no funcionan correctamente. Entonces, ni siquiera están allí porque mueren. Eso es lo que conduce a la demencia; estás perdiendo capacidad neuronal ”, dijo el autor principal Stuart Feinstein, Ph.D., codirector del Instituto de Investigación de Neurociencias de UC Santa Bárbara.

Durante unos 30 años, Feinstein ha estado estudiando la proteína llamada "tau" mediante el uso de bioquímica de probeta y una variedad de células cultivadas como modelos. En condiciones saludables, la tau se encuentra en los axones largos de las neuronas que se conectan con sus objetivos, generalmente lejos del propio cuerpo celular. Tau actúa para estabilizar los microtúbulos, una parte vital del citoesqueleto celular y necesaria para muchos aspectos de la estructura y función de las células neuronales.

Se sabe desde hace algún tiempo que un péptido diminuto llamado beta amiloide está involucrado en la muerte de las células neuronales y la enfermedad de Alzheimer, aunque se desconoce el mecanismo exacto de cómo funciona. Recientemente, la evidencia genética ha demostrado que la beta amiloide requiere tau para matar neuronas; sin embargo, lo que le hace a tau ha sido misterioso.

“Sabemos que la beta amiloidea es mala”, dijo Feinstein. “La beta amiloide causa enfermedades; La beta amiloide causa la enfermedad de Alzheimer. La pregunta es ¿cómo lo hace? "

Señaló que la mayoría de los investigadores de Alzheimer dirían que la beta amiloide hace que la tau se fosforile de manera anormal y excesiva. Esto sugeriría que las proteínas tau se modifican químicamente de manera inapropiada con grupos fosfato. "Muchas de nuestras proteínas se fosforilan", dijo Feinstein. "Se puede hacer de manera adecuada o incorrecta".

Feinstein y sus estudiantes querían encontrar las razones exactas de la supuesta fosforilación anormal de tau para comprender mejor qué es lo que va mal. “Eso proporcionaría pistas para las compañías farmacéuticas; tendrían un objetivo más preciso en el que trabajar ”, dijo Feinstein. "Cuanto más exactamente comprendan la bioquímica del objetivo, mejor ataque puede realizar una empresa farmacéutica a un problema".

Feinstein dijo que la hipótesis inicial del equipo que sugería que la beta amiloide conduce a una extensa fosforilación anormal de tau resultó ser falsa. "A todos nos gusta que nos lancen una bola curva de vez en cuando, ¿verdad?" dijo Feinstein. "Te gusta ver algo diferente e inesperado".

El equipo descubrió que cuando agregaron beta amiloide a las células neuronales, la tau en esas células no se fosforilaba abrumadoramente como se predijo. En cambio, observaron una fragmentación completa de tau en una o dos horas después de la exposición de las células a la beta amiloide. En 24 horas, las células fueron destruidas.

Feinstein explicó que la tau tiene múltiples funciones, pero su función más conocida es la de regular el citoesqueleto celular. Las células tienen un esqueleto al igual que los humanos tienen un esqueleto.

Sin embargo, una diferencia importante es que los esqueletos humanos no cambian de forma muy rápidamente, mientras que el esqueleto de una célula se acorta, crece y se mueve constantemente. Debe hacer esto para ayudar a la célula a realizar muchas de sus funciones importantes. El citoesqueleto es especialmente vital para las neuronas debido a su gran longitud.

Feinstein sostiene que las neuronas mueren en la enfermedad de Alzheimer porque su citoesqueleto no funciona correctamente. "Si destruyes tau, que es un regulador importante de los microtúbulos, uno podría ver fácilmente cómo eso también podría causar la muerte celular", dijo Feinstein.

"Sabemos por los medicamentos contra el cáncer que si se tratan las células con medicamentos que alteran el citoesqueleto, las células mueren", dijo. "En mi opinión, podría estar pasando lo mismo aquí".

El estudio se publica en la versión en línea de La Revista de Química Biológica.

Fuente: Universidad de California