Descifrando el código de la neurodegeneración: un nuevo modelo identifica una posible diana terapéutica
Desarrollan un nuevo modelo de cultivo de células neuronales
Científicos de la Universidad de Zúrich han desarrollado un innovador modelo de cultivo de células neuronales que arroja luz sobre los intrincados mecanismos que subyacen a la neurodegeneración. Sus investigaciones señalan una proteína que se comporta mal como prometedora diana terapéutica en el tratamiento de la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la demencia frontotemporal (DFT).
Las enfermedades neurodegenerativas provocan la muerte de parte de las neuronas del cerebro, lo que da lugar a distintos síntomas según la región cerebral afectada. En la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), las neuronas de la corteza motora y la médula espinal degeneran y provocan parálisis. En la demencia frontotemporal (DFT), en cambio, se ven afectadas las neuronas situadas en las partes del cerebro implicadas en la cognición, el lenguaje y la personalidad.
Tanto la ELA como la DFT son enfermedades implacablemente progresivas y aún no existen tratamientos eficaces. A medida que la población envejece, se espera que aumente la prevalencia de enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad, como la ELA y la FTD.
A pesar de la identificación de la acumulación aberrante de una proteína llamada TDP-43 en las neuronas del sistema nervioso central como factor común en la gran mayoría de los casos de ELA y en aproximadamente la mitad de los pacientes de FTD, los mecanismos celulares subyacentes que impulsan la neurodegeneración siguen siendo en gran medida desconocidos.
Flexible, duradero y reproducible: modelo de cultivo celular ideal para la investigación de la ELA y la FTD
En su estudio, Marian Hruska-Plochan, primera autora, y Magdalini Polymenidou, autora correspondiente, del Departamento de Biomedicina Cuantitativa de la Universidad de Zúrich, desarrollaron un novedoso modelo de cultivo celular neuronal que reproduce el comportamiento aberrante del TDP-43 en las neuronas. Utilizando este modelo, descubrieron un aumento tóxico de la proteína NPTX2, sugiriéndola como posible diana terapéutica para la ELA y la FTD.
Para imitar la neurodegeneración, Marian Hruska-Plochan desarrolló un nuevo modelo de cultivo celular denominado "iNets", derivado de células madre pluripotentes inducidas humanas. Estas células, originadas a partir de células de la piel y reprogramadas en el laboratorio hasta una fase muy temprana e indiferenciada, sirven como fuente para desarrollar muchos tipos celulares diferentes. Las iNets son una red de neuronas interconectadas y sus células de soporte que crecen en múltiples capas en una placa.
Los cultivos duraron excepcionalmente -hasta un año- y se reprodujeron con facilidad. "La robustez de las iNets envejecidas nos permite realizar experimentos que de otro modo no habrían sido posibles", afirma Hruska-Plochan. "Y la flexibilidad del modelo lo hace apto para una amplia gama de metodologías experimentales". Por ejemplo, los cultivos celulares de iNets proporcionaron el modelo ideal para investigar la progresión de la disfunción de TDP-43 a la neurodegeneración.
Cómo la disfunción de la proteína conduce a la neurodegeneración
Empleando el modelo iNets, los investigadores identificaron una acumulación tóxica de NPTX2, una proteína normalmente secretada por las neuronas a través de las sinapsis, como el eslabón perdido entre el mal comportamiento de TDP-43 y la muerte neuronal. Para validar su hipótesis, examinaron tejido cerebral de pacientes fallecidos de ELA y FTD y, efectivamente, descubrieron que, también en los pacientes, NPTX2 se acumulaba en las células que contenían TDP-43 anormal. Esto significa que el modelo de cultivo iNets predijo con exactitud la patología de los pacientes de ELA y FTD.
En experimentos adicionales en el modelo iNets, los investigadores probaron si NPTX2 podría ser una diana para el diseño de fármacos para tratar la ELA y la FTD. El equipo diseñó una configuración en la que disminuían los niveles de NPTX2 mientras las neuronas sufrían el mal comportamiento de TDP-43. Descubrieron que mantener NPTX2 en el modelo de iNets era un problema. Descubrieron que mantener bajos los niveles de NPTX2 contrarrestaba la neurodegeneración en las neuronas iNets. Por tanto, los fármacos que reducen la cantidad de la proteína NPTX2 tienen potencial como estrategia terapéutica para detener la neurodegeneración en pacientes con ELA y FTD.
Magdalini Polymenidou ve un gran potencial en este descubrimiento: "Aún nos queda un largo camino por recorrer antes de poder llevar esto a los pacientes, pero el descubrimiento de NPTX2 nos da una clara posibilidad de desarrollar una terapéutica que actúe en el núcleo de la enfermedad", afirmó. "Junto con otras dos dianas identificadas recientemente por otros equipos de investigación, es concebible que los agentes anti-NPTX2 se conviertan en el futuro en un componente clave de las terapias combinadas contra la ELA y la FTD", añadió.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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