Un nuevo estudio pionero dirigido por científicos de University College London (UCL) ha revelado, por primera vez, una capa de material genético involucrada en el control de la producción de las proteínas tau, que juega un papel crítico en enfermedades degenerativas graves, como el Parkinson y el Alzheimer.
La investigación internacional, realizada con ratones y células, también reveló que este material es parte de una familia más grande de genes no codificantes que controlan y regulan otras proteínas cerebrales similares, como la beta-amiloide asociada con la enfermedad de Alzheimer y la alfa-sinucleína implicada en la enfermedad de Parkinson y la demencia con cuerpos de Lewy.
Nuestro genoma contiene genes codificantes, las partes de nuestro ADN que contienen instrucciones para producir proteínas, los componentes básicos de nuestro cuerpo. Sin embargo, estos genes codificantes constituyen sólo una pequeña parte de nuestro genoma: apenas el 3% de los 3 mil millones de letras (los nucleótidos) de nuestro material genético. Hasta hace poco, el resto del genoma (no codificante) se consideraba ADN basura, sin función conocida. Sin embargo, ahora está claro que el ADN que se encuentra entre los genes codificantes está emergiendo como de importancia crucial no sólo en la evolución humana, sino también en la regulación de la función de las células e influyendo en la forma en que los genes codificadores producen proteínas.
Este estudio sobre las proteínas tau podría allanar el camino para combatir muchas enfermedades relacionadas con la demencia
Los investigadores aseguran que estos descubrimientos, publicados en Nature, arrojan una nueva luz importante sobre cómo se producen y controlan las proteínas vinculadas a las afecciones neurológicas, y podrían allanar el camino para nuevos tratamientos para una amplia gama de enfermedades relacionadas con la demencia.
El autor principal, el doctor en Ciencias Biológicas Roberto Simone (UCL Queen Square Institute of Neurology), comenta que «Las proteínas tau juegan un papel vital dentro de nuestras células cerebrales: ayuda a estabilizar y mantener las estructuras citoesqueléticas que permiten el transporte de diferentes materiales a donde se necesitan. Sabemos que demasiada tau es perjudicial: el exceso de tau no utilizado se convierte en algo tóxico que puede ser responsable de dañar las células e impulsar la propagación y progresión de la enfermedad degenerativa. Sin embargo, a pesar del hecho de que la proteína tau se ha estudiado durante más de tres décadas, hasta ahora no sabíamos cómo se controla su producción«.
Para el estudio de laboratorio, los investigadores identificaron una sección de material genético conocida como ‘ARN largo no codificante‘ (lncRNA). Descubrieron que este material no produce tau directamente, sino que ayuda a regular, afinar y reprimir la producción de la proteína dentro de las células cerebrales. Esta precisión proporcionada por lncRNA en la regulación de tau podría ser crucial para el buen funcionamiento de las células nerviosas del cerebro.
El líder del grupo de investigación, el profesor Rohan de Silva (Instituto de Neurología Queen Square de la UCL) afirma que «de manera emocionante, encontramos que el lncRNA que controla la tau no es único. Otras proteínas clave que sabemos que están involucradas en afecciones neurológicas, incluida la alfa-sinucleína en La enfermedad de Parkinson y la beta-amiloide en la enfermedad de Alzheimer están controladas por lncRNA muy similares, lo que significa que podríamos haber encontrado la clave para regular la producción de una amplia gama de proteínas implicadas en la función cerebral y el desarrollo de estas devastadoras enfermedades”.
«Es temprano para asegurarlo, pero esperamos que estos nuevos y emocionantes conocimientos conduzcan al desarrollo de fármacos que puedan mantener la tau y otras proteínas bajo control, y que estas terapias podrían cambiar la vida de las enfermedades degenerativas del cerebro que, hasta ahora, no tienen tratamientos para ralentizar, y mucho menos detener su progresión«.
Otras afecciones neurológicas asociadas con la proteína tau incluyen la degeneración corticobasal y la parálisis supranuclear progresiva.
Apuntando a tau para crear nuevos tratamientos aumentando los niveles de un IncRNA específico
El profesor de Silva insiste en que «los estudios genéticos han demostrado anteriormente que las personas que tienen una forma particular del gen tau, llamado H1, tienen más probabilidades de desarrollar la enfermedad de Parkinson, degeneración corticobasal y parálisis supranuclear progresiva. Sabemos que las personas con la forma H1 de el gen produce más tau. También sabemos que el lncRNA que hemos identificado ayuda a limitar la producción de tau, y que los estudios que utilizan tejido cerebral post-mortem muestran que este lncRNA puede reducirse en personas con enfermedad de Parkinson«.
«Si podemos encontrar una manera de aumentar los niveles de este lncRNA, podríamos reducir la producción de proteína tau que podría ayudar a ralentizar o detener el daño a las células dentro del cerebro«.
«Eso es exactamente en lo que estamos trabajando ahora”, sigue de Silva. “Específicamente, estamos desarrollando una terapia génica para administrar este lncRNA a las células cerebrales y actualmente estamos probando si este enfoque puede reducir los niveles de tau en ratones y otros modelos animales. Si tenemos éxito, esperamos llevar este enfoque hacia adelante para desarrollarlo como una nueva terapia que algún día pueda probarse en personas«.
El profesor David Dexter, director asociado de investigación de Parkinson en el Reino Unido, comenta que «esta importante investigación proporciona nuevos conocimientos fantásticos sobre cómo se controla la producción de tau dentro de las células cerebrales y presenta una nueva y emocionante oportunidad para desarrollar terapias que apunten a esto. Es especialmente emocionante ver que mecanismos similares pueden estar involucrados en el control de la producción de muchas otras proteínas clave implicadas en otras enfermedades neurológicas, ya que sugiere que las estrategias dirigidas a estos mecanismos podrían ser efectivas en muchos de estos males«.
Esta investigación ha involucrado colaboraciones dentro de UCL y con grupos de investigación en el Instituto Francis Crick, el Instituto de Investigación de la Demencia del Reino Unido, la Universidad St. George de Londres, el Instituto Karolinska de Suecia y la Universidad de Trento en Italia.
Fuente: Nature.
