Descubren “tuberías” entre células cerebrales y su papel en la enfermedad de Huntington

La enfermedad de Huntington es un trastorno cerebral hereditario poco común que afecta a entre tres y siete personas por cada 100 000 en todo el mundo y afecta por igual a hombres y mujeres. Los síntomas suelen aparecer entre los 30 y los 50 años de edad y empeoran con el tiempo, causando movimientos corporales involuntarios, deterioro cognitivo y síntomas psiquiátricos graves. Cada hijo de un progenitor afectado tiene un 50% de probabilidades de heredar la enfermedad. No existe cura y los tratamientos actuales solo ayudan a mitigar los síntomas sin detener su progresión. Tras la aparición de los síntomas, las personas suelen vivir tan solo entre 10 y 20 años, a menudo volviéndose discapacitadas y no pudiendo vivir solas.

Esta dolencia está causada por una proteína tóxica que se acumula en las células cerebrales y, finalmente, las destruye. Desde hace muchos años se ha sabido que esta proteína dañina no permanece en un solo lugar, sino que se propaga de una célula cerebral a otra. Sin embargo, el mecanismo exacto de esta propagación y cómo detenerla han venido siendo un enigma.

En un importante avance médico, un equipo liderado por Sunayana Dagar, de la Universidad Atlántica de Florida en Estados Unidos, ha identificado una vía celular previamente desconocida que permite a las células cerebrales transferir material tóxico directamente a sus vecinas a través de diminutas estructuras tubulares. Es importante destacar que el estudio muestra que bloquear esta vía reduce drásticamente la propagación de la proteína causante de la enfermedad en el cerebro.

Las citadas estructuras tubulares microscópicas, tubos nanométricos que actúan como túneles o puentes directos entre células. A diferencia de las señales químicas que se difunden por el espacio entre las células, los nanotubos permiten a las células compartir proteínas y otros materiales mediante transferencia directa. Si bien este tipo de intercambio a veces puede ayudar a las células sanas a soportar mejor daños sufridos o condiciones ambientales duras, también puede volverse peligroso cuando propaga proteínas dañinas, como la huntingtina, proteína mutante culpable de la enfermedad de Huntington.

Nanotubos a modo de túneles conectando neuronas estriatales que expresan la proteína Rhes. (Foto: Emaad Mirza, Florida Atlantic University)

La nueva investigación revela que una proteína llamada Rhes, ya conocida por desempeñar un papel clave en la enfermedad de Huntington, se asocia con un colaborador inesperado: la proteína SLC4A7, conocida principalmente por ayudar a las células a regular su acidez interna. Juntas, estas dos proteínas ayudan a construir los citados nanotubos a modo de túneles, creando así vías de transporte que permiten que la proteína huntingtina tóxica se desplace de una neurona a otra.

“Este trabajo cambia radicalmente el conocimiento que se tenía de la progresión de la enfermedad de Huntington”, subraya Srinivasa Subramaniam, de la Universidad Atlántica de Florida y miembro del equipo de investigación. “Sabíamos que las neuronas de algún modo se transmitían proteínas tóxicas entre sí, pero ahora podemos observar la maquinaria que lo hace posible. Al identificar a SLC4A7 como un socio clave de Rhes, hemos descubierto una nueva diana terapéutica, potencialmente susceptible de ser atacada farmacológicamente, para detener la propagación nociva en su origen”.

Mediante técnicas avanzadas de mapeo de proteínas, los investigadores descubrieron que Rhes se une físicamente a SLC4A7 en la membrana celular. Cuando se forma esta unión, se desencadenan cambios dentro de la célula que promueven el crecimiento de los nanotubos. Cuando el equipo bloqueó a SLC4A7, ya fuese genéticamente o con fármacos, los nanotubos no se formaron y la proteína huntingtina tóxica fue prácticamente incapaz de propagarse.

Es importante destacar que este efecto no se observó únicamente en células aisladas. En modelos murinos de la enfermedad de Huntington, los ratones deficientes en SLC4A7 mostraron una drástica reducción en la transferencia de proteína tóxica entre neuronas en el cuerpo estriado, la región del cerebro más afectada por la enfermedad. Esto sugiere que bloquear esta vía recientemente descubierta podría ralentizar la progresión de la enfermedad de Huntington al refrenar la expansión de los daños.

Las implicaciones de este estudio van mucho más allá de la enfermedad de Huntington. Los nanotubos a modo de túneles se han relacionado con otros trastornos neurodegenerativos, incluidas afecciones que involucran la proteína tau, así como con el cáncer, donde las células tumorales utilizan estructuras similares para compartir señales, energía e incluso resistencia a los fármacos. Dado que tanto Rhes como SLC4A7 participan en procesos celulares fundamentales, la vía recientemente identificada podría ser en muchas enfermedades un mecanismo común subyacente en la propagación de daños

El estudio se titula “Membrane-Associated Rhes–Slc4a7 Complex Orchestrates Tunneling Nanotube Formation and Mutant Huntingtin Spread”. Y se ha publicado en la revista académica Science Advances. (Fuente: NCYT de Amazings)