Los esfuerzos de la proteína ‘STING’ para limpiar el daño de las células cerebrales pueden acelerar el progreso de la enfermedad de Parkinson

En estudios con ratones y tejido humano, así como con ratones vivos, los investigadores de Johns Hopkins Medicine informan que un problema en el proceso normal de limpieza del ADN roto en las células cerebrales puede acelerar la progresión de la enfermedad de Parkinson. Específicamente, los investigadores encontraron que una proteína denominada «STING» responde a las señales de limpieza en las células cerebrales dañadas por la enfermedad de Parkinson al crear un ciclo de inflamación que puede acelerar la progresión de la enfermedad.

Los hallazgos, publicados el 4 de abril en la procedimientos de la Academia Nacional de Cienciaspodría avanzar en la búsqueda de fármacos y nuevos objetivos farmacológicos para detener o retrasar la progresión de la enfermedad de Parkinson.

La enfermedad de Parkinson es un trastorno neurodegenerativo caracterizado por la acumulación de una proteína mal plegada, llamada alfa-sinucleína, en las células cerebrales. A medida que se agrupan más proteínas deformes, matan células cerebrales llamadas neuronas de dopamina, dejando atrás grandes franjas de materia cerebral muerta. A medida que estas células cerebrales mueren, deterioran la capacidad de una persona para moverse, pensar o regular las emociones. Estudios previos mostraron que a medida que las células cerebrales son dañadas por grupos de alfa-sinucleína, liberan fragmentos de ADN dañado en el cuerpo de la célula nerviosa.

«El ADN que flota libremente no es bueno para las neuronas, por lo que el sistema inmunitario ha desarrollado formas de eliminarlo», dice Ted Dawson, MD, Ph.D., director del Instituto Johns Hopkins de Ingeniería Celular y profesor de neurología en el Johns Escuela de Medicina de la Universidad de Hopkins.

Como parte de esta respuesta inmunitaria, la proteína STING (STING significa estimulador de genes de interferón) inicia una cascada de señales químicas inflamatorias que llevan a las células inmunitarias al sitio para limpiar el ADN dañado. Si bien esta respuesta puede ser beneficiosa para destruir virus y bacterias en el resto del cuerpo, los investigadores sospechan que tal respuesta inflamatoria en el cerebro puede alterar el delicado equilibrio de las señales de las células cerebrales, lo que lleva a un empeoramiento de la enfermedad de Parkinson.

Para investigar esa posibilidad, los investigadores comenzaron a escanear células cerebrales de ratones cultivadas en laboratorio expuestas a la agregación de alfa-sinucleína mal plegada en busca de la presencia de la proteína STING. El equipo de Johns Hopkins encontró que los niveles más altos de STING estaban presentes entre las células de apoyo en el cerebro llamadas microglía, que actúan como recolectores de basura dentro del cerebro. La presencia de la proteína STING en la microglía sugiere que la propia microglía es susceptible al daño del ADN en la enfermedad de Parkinson. «Cuando los propios miembros del equipo de limpieza pueden estar funcionando mal, plantea un problema para la respuesta inmune en el cerebro», dice Dawson.

Los investigadores sospecharon que la respuesta inflamatoria iniciada por STING podría hacer que la respuesta inmunitaria de la microglía se acelere debido al daño interno del ADN. La respuesta, sugieren los investigadores, puede provocar que la microglía destruya innecesariamente más neuronas de dopamina.

Al examinar el tejido cerebral de ratones inyectados con alfa-sinucleína mal plegada, los investigadores encontraron que los ratones con proteínas STING desactivadas tenían menos actividad microglial y muerte de células cerebrales. Estos ratones también se desempeñaron mejor en tareas físicas de fuerza y ​​movimiento utilizadas para examinar la progresión de la enfermedad de Parkinson en ratones.

«Al desactivar STING, podríamos apagar la respuesta inflamatoria en ratones, lo que sugiere que esta vía está involucrada en la inflamación que ocurre con la alfa-sinucleína patológica», dice Dawson.

El equipo de Johns Hopkins también examinó el tejido cerebral de personas que murieron con la enfermedad de Parkinson y encontró niveles elevados de STING en sus tejidos cerebrales.

El equipo de investigación de Dawson planea examinar la vía de señalización de las células STING en busca de posibles objetivos farmacológicos que podrían detener la respuesta inflamatoria.

Otros investigadores involucrados en este estudio incluyen a Jared Hinkle, Jaimin Patel, Nikhil Panicker, Senthilkumar Karuppagounder, Devanik Biswas, Bonn Belingon, Rong Chen, Saurav Brahmachari, Olga Pletnikova, Juan Troncoso y Valina Dawson de Johns Hopkins.