El equipo de investigadores del área de Fragilidad y Envejecimiento Saludable del CIBER
La acumulación de
mitocondrias disfuncionales en las
neuronas de personas afectadas por la
enfermedad de Batten genera notables
alteraciones metabólicas en estas
células que serían en último término las causantes de la
neurodegeneración ligada a este grupo de
trastornos degenerativos hereditarios. Un estudio publicado en la revista
Nature Comunications, un equipo de investigadores del área de
Fragilidad y Envejecimiento Saludable del CIBER (Ciberfes) en la
Universidad de Salamanca e Instituto de Investigación Biomédica de Salamanca apuntan en concreto a la acumulación de la
proteína PFKFB3 como un mecanismo clave en este proceso patológico. Además, han llegado a confirmar en
modelos de ratón la utilidad de una nueva estrategia terapéutica dirigida a esta diana para frenar el proceso neurodegenerativo.
La
lipofuscinosis neuronal ceroidea, conocida también como enfermedad de Batten, es un grupo de
13 trastornos neurodegenerativos hereditarios monogénicos que afecta a
niños y
adultos con una tasa de incidencia que oscila entre
1 cada 14.000 y
1 cada 67.000 respectivamente en estos dos grupos de población. Los diferentes trastornos de esta enfermedad tienen en común numerosas
características clínicas, como por ejemplo una
crisis epiléptica, deterioro psicomotor progresivo y
acumulación en las neuronas de un material de almacenamiento
autofluorescente. Por otra parte, también se produce degeneración retiniana que conduce a
ceguera, lo que representa un sello distintivo en la mayoría de las NCL. La enfermedad de Batten es hoy en día incurable y los pacientes dependen de cuidados paliativos para mejorar los síntomas. Todos estos síntomas conducen a la
muerte prematura de los pacientes en la adolescencia o en la veintena.
El investigador del Ciberfes,
Juan Bolaños, argumenta que “la función molecular precisa de las proteínas que se encuentran alteradas en la enfermedad de Batten es desconocida, lo que ha dificultado enormemente la identificación de posibles dianas terapéuticas y, por lo tanto, de estrategias terapéuticas”. Debido a ello, el equipo puso el foco en comprender los
procesos bioquímicos alterados en uno de estos síndromes catalogados en la enfermedad de Batten, en concreto
CLN7, utilizando para ello un
modelo genético de ratón que recrea muy fielmente los rasgos patológicos de los pacientes y la especial severidad de esta variante, a fin de descubrir posibles objetivos a los que dirigir los tratamientos.
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"La función molecular de las proteínas alteradas por la enfermedad de Batten es desconocida"
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Valorando que una característica de esta enfermedad es la pérdida de autofagia (un mecanismo de regeneración celular por el que la célula descompone y destruye proteínas viejas, dañadas o anormales, y otras sustancias del citoplasma), el equipo se centró en estudiar su posible
influencia en el
metabolismo energético del cerebro en esta enfermedad.
Una proteína, clave en la reprogramación metabólica
La investigadora de Ciberfes y co-autora principal de la investigación,
Marina García, afirma que “las
mitocondrias se acumulan abundantemente en los
autofagolisosomas de las neuronas de los ratones afectados por
CLN7. Estas mitocondrias tienen un tamaño desproporcionado y son disfuncionales, y aunque esto podría explicar por sí mismo la degeneración neuronal en esta enfermedad, observamos además que, como consecuencia de la disfunción mitocondrial, las neuronas reactivan la glucolisis a través de un mecanismo que implica una reorganización de la cadena respiratoria mitocondrial y un incremento de especies reactivas de oxígeno (ROS), las cuales activan una vía de señalización que termina por acumular de manera anormal la enzima glucolítica PFKFB3”.
Tras testar que la acumulación de la
proteína PFKFB3 es un
factor vital en la reprogramación metabólica de las neuronas, los investigadores analizaron la posibilidad de interferir en su función mediante un
abordaje farmacológico. Para ello, administraron a los ratones afectados un
inhibidor de PFKFB3 muy potente y altamente selectivo: el compuesto AZ67. “Tras administrar este compuesto diariamente durante dos meses, observamos que la mayoría de los biomarcadores de esta enfermedad se revirtieron en el modelo de ratón”, afirman las investigadoras.
A partir de aquí, el equipo valora ahora la necesidad de
ampliar la investigación para comprobar si las alteraciones descritas para la
variante CLN7 son
compartidas por los otros trastornos catalogados en la enfermedad de Batten. En otras palabras, se busca confirmar que los tratamientos dirigidos a la
inhibición de la proteína PFKFB3 resultan un enfoque terapéutico válido en todos los tipos de la enfermedad.
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