Los científicos han descubierto la forma en que una proteína ayuda a generar y mantener conexiones cerebrales vitales, lo cual proporciona conocimientos sobre los problemas neurológicos que experimentan las personas con una forma infrecuente de distrofia muscular conocida como distroglicanopatía.
La investigación realizada en la Oregon Health & Science University y publicada en Communications Biology revela que la proteína llamada distroglicano desempeña un papel importante en la formación y mantenimiento de las conexiones entre las células nerviosas del cerebelo (la parte del cerebro responsable de coordinar los movimientos y el aprendizaje motor).
En personas con distroglicanopatía, las mutaciones genéticas en la proteína afectan no solo a los músculos, sino también al cerebro. La afección es un tipo de distrofia muscular congénito, un grupo de trastornos hereditarios que aparecen de nacimiento o en la primera infancia.
“La mayoria de las investigaciones de la distroglicano se concentra en el sistema muscular", declaró Jennifer Jahncke, Ph.D., autora líder del estudio y académica postdoctoral en el laboratorio de Kevin Wright, Ph.D., profesor asociado del Vollum Institute de OHSU.
"Hay un aspecto neurológico que se ha pasado por alto. Lo que este estudio muestra es que el distroglicano también es esencial para desarrollar la red de comunicaciones del cerebro, en particular, las conexiones que ayudan a equilibrar y regular las señales de los nervios".
Haciendo uso de ratones modificados genéticamente, el equipo eliminó el gen que produce el distroglicano, especialmente en las células Purkinje, el tipo principal de neurona que controla los movimientos motores. Hicieron esto antes de que las sinapsis (conexiones entre las celulas nerviosas) tuvieses oportunidad de establecerse.
Sin la proteína distroglicano, las sinapsis entre las células Purkinje y las neuronas inhibidoras cercanas se redujeron en número y no funcionaron apropiadamente. Las señales eléctricas que normalmente pasan entre estas células eran más débiles y menos frecuentes.
“Este aspecto neurológico contribuye a la razón por la que los niños con distroglicanopatía suelen tener problemas de movimiento, retraso en el desarrollo de la motricidad y anomalías cerebrales que se ven en resonancias magnéticas", explicó Wright, el autor sénior del estudio.
El equipo de investigación encontró que distintas partes de la proteína distroglicano son responsables del desarrollo sináptico. Se necesita la parte exterior de la proteína para desarrollar sinapsis, mientras que la parte interior, que se conecta con la maquinaria interna de la célula, mantiene dichas conexiones y las conserva en funcionamiento con el correr del tiempo.
Si el distroglicano se descompone o está ausente, como ocurre con la distroglicanopatía, las células nerviosas del cerebro pueden batallar para formar redes apropiadas. Esto puede interrumpir la forma en que el cerebro procesa y controla los movimientos y otras funciones.
La distroglicanopatía es infrecuente, pero sus síntomas pueden ser intensos y van desde la debilidad muscular y dificultades de aprendizaje hasta epilepsia y malformaciones cerebrales. En la actualidad no existen tratamientos para esta enfermedad.
“Ahora que sabemos cuáles son los fenotipos neurológicos con estas mutaciones, podemos intentar resolverlos”, dijo Wright. “Nuestra siguiente línea de investigación es considerar usar un abordaje basado en una terapia génica para tratar los aspectos neurológicos de la enfermedad en modelos de ratones. En lo que de veras nos estamos concentrando ahora es procurar arreglar los defectos sinápticos, que ocurren después del nacimiento, lo cual puede llevar a mejores herramientas y tratamientos diagnósticos, incluidas las terapias que puedan proteger o restaurar la función sináptica cerebral".
Además de Wright y Jahncke, el Dr. Eric Schnell, Ph.D., profesor asociado de anestesiología y de medicina perioperatoria de la School of Medicine de OHSU, contribuyó a este estudio.
Esta investigación contó con el apoyo del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares de los Institutos Nacionales de Salud, bajo las subvenciones número R01NS091027, R01NS126247, F31NS120649, P30NS061800; por el Departamento de Asuntos de Veteranos de EUA, bajo la subvención número I01BX004938-01 y un subsidio de Cure CMD. Este trabajo también recibió el apoyo del Comando Médico de Investigación y Material del Ejército de EUA a través del Programa de Investigación de la Epilepsia bajo la subvención número W81XWH-18-1-0598. Las opiniones, interpretaciones, conclusiones y recomendaciones son de los autores y no necesariamente cuentan con el apoyo del Departamento de Defensa. Al conducir investigaciones con animales, el investigador se adhiere a las leyes de Estados Unidos y a las regulaciones del Departamento de Agricultura. El contenido es responsabilidad exclusiva de los autores y no necesariamente representa las opiniones oficiales de los Institutos Nacionales de Salud (sigla en inglés, NHI), el Departamento de Asuntos Veteranos de EUA, el Departamento de Defensa de EUA ni de ningún otro proveedor de financiación.
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