Las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson se definen por la acumulación patógena de proteínas tóxicas en el cerebro. Ahora, sin embargo, científicos de los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnología Cuánticas han establecido que la proteína p62, que está involucrada en la degradación de proteínas celulares, puede prevenir la acumulación de especies tau oligoméricas tóxicas en cerebros de ratones, demostrando, por primera vez, – la función «neuroprotectora» de p62 en un modelo vivo.
Para mantener la homeostasis celular (es decir, un estado de equilibrio), las células se someten a una autofagia selectiva o autodegradación de proteínas no deseadas. Los receptores de autofagia controlan este proceso al mediar en la selección de una proteína objetivo que luego se «elimina».
Las proteínas tau, que por lo demás juegan un papel importante en la estabilización y el mantenimiento de la organización interna de las neuronas en el cerebro, se acumulan anormalmente dentro de las neuronas en condiciones como la demencia y la enfermedad de Alzheimer. Esta acumulación de proteínas tau hiperfosforiladas (u oligómeros tau) provoca la formación de ovillos neurofibrilares (NFT) y la eventual muerte celular de las neuronas en el cerebro de las personas con demencia, lo que contribuye a los síntomas neurodegenerativos progresivos de la enfermedad. Ahora, mientras que las proteínas tau pueden degradarse mediante autofagia selectiva, el mecanismo exacto de cómo ocurre esto sigue siendo un misterio.
Sin embargo, en un avance reciente, un estudio realizado por científicos de los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnología Cuántica de Japón demostró el papel fundamental que desempeña cierto gen, el p62 gen — en la autofagia selectiva de los oligómeros de tau. El equipo incluía a la investigadora Maiko Ono y al líder del grupo Naruhiko Sahara, ambos del Departamento de Imágenes Cerebrales Funcionales de los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnología Cuánticas de Japón. Su trabajo, publicado en Célula de envejecimientoestuvo disponible en línea el 5 de junio de 2022.
Estudios previos han informado que la acumulación anormal de proteínas tau puede suprimirse selectivamente mediante vías de autofagia, a través de la proteína receptora p62 (que es una proteína receptora de autofagia selectiva). Dice Maiko Ono: «La capacidad de unión a la ubiquitina de esta proteína ayuda a identificar agregados de proteínas tóxicas (como los oligómeros de tau), que luego pueden degradarse mediante procesos celulares y orgánulos».
La novedad de este estudio, sin embargo, radica en la demostración del papel «neuroprotector» de p62 en un modelo vivo, algo que nunca antes se había hecho. Entonces, ¿cómo lograron esto los investigadores? Utilizaron modelos de demencia en ratones. El gen p62 había sido eliminado (o desactivado) en un grupo de estos ratones, por lo que no expresaron las proteínas del receptor p62.
Al estudiar los cerebros de estos ratones mediante inmunotinción y análisis bioquímicos comparativos, se reveló una imagen interesante. Se encontraron agregados de proteína tau neurotóxica en el hipocampo, el área del cerebro asociada con la memoria, y el tronco encefálico, el centro que coordina la respiración, los latidos del corazón, la presión arterial y otros procesos voluntarios del cuerpo. ratones. Cuando consideramos esto junto con los síntomas de la demencia, que incluyen pérdida de memoria, confusión y cambios de humor, estos hallazgos tienen mucho sentido.
Las resonancias magnéticas revelaron que el hipocampo de los ratones p62 KO estaba degenerado (atrofiado) e inflamado. Una evaluación post mortem de sus cerebros reveló una mayor pérdida de neuronas en su hipocampo. Otros estudios inmunofluorescentes demostraron que los agregados de especies tau anormales pueden causar citotoxicidad que conduce a la inflamación y muerte celular de las neuronas en ratones p62 KO. La tau oligomérica, específicamente, se acumuló más en los cerebros de los ratones p62 KO.
En general, los hallazgos de este estudio prueban que al eliminar y, por lo tanto, prevenir la agregación de especies oligoméricas de tau en el cerebro, p62 desempeñó un papel neuroprotector en modelos de demencia.
En un momento en que los investigadores de todo el mundo intentan desarrollar medicamentos para la demencia y otros trastornos neurodegenerativos relacionados, los hallazgos de este estudio serán de gran importancia para proporcionar evidencia para la orientación precisa de los oligómeros de tau. La población mundial de humanos que envejecen aumenta cada año; por lo tanto, también se está expandiendo la necesidad de desarrollar métodos para ralentizar el inicio y la progresión de diversas enfermedades neurodegenerativas. Este estudio proporciona un paso positivo para abordar esa necesidad.
