Los investigadores han descubierto que alterar una asociación crítica entre las células del cerebro puede conducir a la neurodegeneración. El estudio publicado en metabolismo celular informa un mecanismo por el cual dos tipos de células cerebrales, neuronas y glía, normalmente apoyan las funciones de cada una. Los investigadores descubrieron que cuando este mecanismo falla, se produce la neurodegeneración, lo que abre un camino hacia una mejor comprensión de trastornos como la enfermedad de Alzheimer.
"Utilizando moscas de la fruta, podemos estudiar a fondo las funciones de las proteínas que comparten las moscas y los humanos. A menudo, la perturbación de estas proteínas conduce a características neurodegenerativas en las moscas y enfermedades neurodegenerativas en las personas. Al estudiar cómo estos genes causan defectosen modelos de moscas y ratones, podemos mejorar nuestros conocimientos sobre los mecanismos relacionados con las enfermedades humanas ", dijo el autor correspondiente y el Dr. Hugo J. Bellen, profesor de neurociencia y genética molecular y humana en el Baylor College of Medicine e investigador del HowardInstituto Médico Hughes.
La primera autora, la Dra. Lucy Liu, doctora en neurociencia del laboratorio Bellen, descubrió en 2015 que varios genes involucrados en la neurodegeneración promueven el daño a las neuronas y la glía al inducir altos niveles de radicales libres estrés oxidativoy acumulación de gotitas de lípidos en la glía. Este trabajo sienta las bases para el estudio actual.
"Utilizando microscopía electrónica, observamos la acumulación de gotas de lípidos en la glía antes de los síntomas obvios de neurodegeneración", dijo Liu. "En presencia de altos niveles de estrés oxidativo, las neuronas producen una sobreabundancia de lípidos. La combinación de radicales libres y lípidos,que produce lípidos peroxidados, es perjudicial para la salud celular. Las neuronas tratan de evitar este daño secretando estos lípidos, y las apolipoproteínas, proteínas que transportan los lípidos, los llevan a las células de la glía. La glía almacena los lípidos en gotitas de lípidos, secándolos delmedio ambiente y proporcionando un mecanismo de protección. "
Liu y sus colegas descubrieron que el almacenamiento de gotitas de lípidos en la glía protege a las neuronas del daño siempre que los radicales libres no destruyan las gotitas de lípidos. Cuando las gotitas de lípidos se destruyen, se produce daño celular y neurodegeneración.
Conexión con la enfermedad de Alzheimer
"Nuestra investigación nos llevó a un hallazgo fascinante e inesperado", dijo Liu. Aproximadamente el 15 por ciento de la población humana porta la apolipoproteína APOE4. Desde que APOE4 se vinculó por primera vez con la enfermedad de Alzheimer hace casi 30 años, sigue siendo el riesgo genético más fuerte conocidopara esta enfermedad. Mientras tanto, APOE2, que es ligeramente diferente de APOE4, protege contra la enfermedad. Esta evidencia sugiere que APOE es importante para la función cerebral adecuada, pero sabemos poco acerca de cómo APOE en sí mismo puede conducir a la enfermedad de Alzheimer ".
Los investigadores encontraron que las apolipoproteínas APOE2, APOE3 y APOE4 tienen diferentes capacidades para transferir lípidos de las neuronas a la glía y, por lo tanto, difieren en su capacidad para mediar en la acumulación de gotitas de lípidos.
"APOE2 y APOE3 pueden transferir lípidos eficazmente a la glía", dijo Liu. "Por otro lado, APOE4 es prácticamente incapaz de llevar a cabo este proceso. Esto da como resultado una falta de acumulación de gotitas de lípidos en la glía y la ruptura del mecanismo protectorque secuestra los lípidos peroxidados. Esta diferencia fundamental en la función de APOE4 probablemente prepara a un individuo para que sea más susceptible a los efectos dañinos del estrés oxidativo, que aumenta con la edad ".
"Otra contribución de este estudio es que la glía juega un papel protector importante contra el estrés oxidativo en la neurodegeneración", dijo Bellen. "Las mutaciones que conducen a una ruptura de este sistema de apoyo entre las neuronas y la glía pueden allanar el camino hacia la neurodegeneración y parece queque los radicales libres están en la raíz de un aspecto clave de este proceso ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Medicina de Baylor . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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