Perfilando nuevas estrategias contra las enfermedades neurodegenerativas

Las neuronas son capaces de formar unas vesículas que transportan moléculas —proteínas, lípidos, ARN, etcétera— hacia el exterior, y regulan la comunicación entre células nerviosas. Se trata de las vesículas extracelulares, y todavía hoy existen muchas incógnitas sobre el papel que juegan en la comunicación entre las neuronas del sistema nervioso.

Un nuevo estudio de la Universidad de Barcelona (UB) podría impulsar el diseño de futuras estrategias para regenerar zonas cerebrales dañadas en enfermedades neurodegenerativas. El trabajo hace hincapié en el papel de las vesículas extracelulares derivadas de neuronas en los procesos que modulan la plasticidad sináptica y las vías de señalización neuronal. Además, los resultados perfilan un nuevo escenario para usar estas vesículas extracelulares derivadas de neuronas sanas —capaces de transportar moléculas entre células— en tratamientos contra enfermedades neurodegenerativas.

El estudio tiene como primera autora a la estudiante predoctoral Julia Solana-Balaguer, y está dirigido por la profesora Cristina Malagelada, de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud y el Instituto de Neurociencias (UBneuro) de la Universidad de Barcelona. También participan otros destacados investigadores del UBneuro, la Facultad de Física y el Instituto de Sistemas Complejos (UBICS) de la UB, el Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS) y las áreas del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED) y de Epidemiología y Salud Pública (CIBERESP), en España, entre otras entidades.

El nuevo estudio, realizado con cultivos neuronales in vitro de modelos animales, revela que las citadas vesículas son capaces de transportar proteínas —por ejemplo, PSD-95 y VGLUT-1— y otros factores determinantes en los procesos de comunicación entre neuronas.

«Aunque las vesículas extracelulares se han propuesto como reguladoras de la comunicación intercelular en el cerebro, la mayoría de estudios lo demuestran en modelos que se alejan de un estado fisiológico y en vesículas cuyo origen se desconoce. En este estudio demostramos que, en un modelo fisiológico sin patologías, las vesículas extracelulares específicas de las neuronas regulan la comunicación neurona a neurona y promueven la plasticidad sináptica», detalla Cristina Malagelada, profesora del Departamento de Biomedicina UB e investigadora del CIBERNED.

Miembros del equipo de investigación. De izquierda a derecha: Melike Kucukerden, Jordi Alberch, Mercè Masana, Júlia Solana, Cristina Malagelada y Esther Pérez-Navarro. En la columna (sentido descendente): Genís Campoy, Núria Martín-Flores, Letícia Pérez-Sisqués, Laia Sitjà, Ana Gámez-Valero, Eulàlia Martí y Jordi Soriano. (Foto: UB)

Nuevas estrategias para combatir la neurodegeneración

En el marco del estudio, el equipo ha aplicado técnicas complementarias para aislar las vesículas extracelulares que liberan las neuronas, como la ultracentrifugación secuencial o la cromatografía de exclusión por tamaño. Además, se han utilizado técnicas para caracterizarlas, como el análisis de nano seguimiento de partículas y la microscopía electrónica de transmisión. Estas vesículas también se han utilizado para realizar tratamientos en neuronas sanas y neuronas privadas de nutrientes.

«Una vez entendida la comunicación neurona-neurona en un estado no patológico, queremos dirigir esta cuestión en un contexto de neurodegeneración. Por eso, es determinante poder caracterizar las vesículas que liberan las neuronas en las enfermedades neurodegenerativas para poder entender la progresión de estas patologías. Además, queremos explorar si en un modelo patológico podemos revertir algún rasgo más neurodegenerativo con el tratamiento de vesículas extracelulares derivadas de neuronas sanas», cierra la investigadora.

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El estudio se titula «Neuron-derived extracellular vesicles contain synaptic proteins, promote spine formation, activate TrkB-mediated signaling, and preserve neuronal complexity». Y se ha publicado en la revista académica Journal of Extracellular Vesicles. (Fuente: UB)