Generan un nuevo modelo animal para estudiar la enfermedad de Parkinson antes de que aparezca la neurodegeneración

Los síntomas más evidentes en la enfermedad de Parkinson, que son los motores, aparecen cuando la enfermedad lleva años desarrollándose y el daño cerebral no se puede revertir. Por eso, conocer el desarrollo de la enfermedad en las etapas tempranas puede ser de gran ayuda a la hora de realizar un diagnóstico precoz y buscar tratamientos que puedan frenar la neurodegeneración a tiempo.

Los modelos animales disponibles hasta ahora no facilitan el estudio de la enfermedad de Parkinson en los estadios preclínicos, por su complejidad y largo ciclo vital. Ahora, un equipo de investigación liderado por el Instituto de Neurociencias de la Universidad Autónoma de Barcelona (INc-UAB), ha presentado un nuevo modelo que permite investigar los síntomas no motores en los estadios más iniciales de la enfermedad. Se trata del gusano transgénico Caenorhabditis elegans RAC1/ced10, en el que han podido detectar el período vital en el que comienza la patología y seguir el proceso de acumulación de la proteína que la provoca. El estudio, publicado en la revista Progress in Neurobiology, ha sido coordinado por la Dra. Esther Dalfó, investigadora del INc-UAB y del Instituto de Investigación e Innovación en Ciencias de la Vida y de la Salud en la Cataluña Central (IRIS-CC) y profesora de la Facultad de Medicina de la Universidad de Vic - Universidad Central de Cataluña (UVic-UCC).

Las personas con Parkinson presentan inicialmente síntomas no motores, seguidos de síntomas motores, regulados respectivamente por los neurotransmisores GABA y la dopamina. Ambas sintomatologías van ligadas a la acumulación de la proteína alfa-sinucleína en el sistema nervioso, que provoca la muerte de las neuronas, sobre todo de las que secretan dopamina (dopaminérgicas). Además de la acumulación anormal de esta y otros proteínas, los pacientes también acumulan grasas en diversas áreas del sistema nervioso, aunque todavía no se conoce exactamente el papel que pueden tener en la progresión de la enfermedad.

El equipo investigador ha demostrado que el nuevo modelo animal presenta síntomas no motores muy iniciales que dependen de los neurotransmisores GABA, corroborando la hipótesis de que el metabolismo de los lípidos tiene un papel esencial en el desarrollo de la enfermedad.

La Dra. Amanda Muñoz-Juan del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y primera autora del artículo, destaca que Caenorhabditis elegans RAC1/ced10 "será útil para investigar los cambios en las proporciones de lípidos para el diagnóstico precoz de la enfermedad de Parkinson, así como los síntomas tempranos gabaérgicos. Ambos aspectos son anteriores a la muerte de las neuronas dopaminérgicas y, por tanto, estudiarlos permitirá investigar los mecanismos moleculares previos a la neurodegeneración".

Un gusano importante para la investigación neurocientífica

Caenorhabditis elegans es un organismo modelo importante para la investigación neurocientífica. Muchas moléculas implicadas en la señalización neuronal y el metabolismo de este nematodo son iguales en los humanos y los modelos experimentales han permitido predecir resultados para enfermedades humanas.

«C. elegans es ideal para realizar estudios de neurodegeneración, porque tiene un tiempo de vida corto, de 15 a 20 días. Esto hace que no sea costoso realizar un seguimiento de todo el proceso. Asimismo, su sistema nervioso es tan sencillo -sólo tiene 302 neuronas, de las que 8 son dopaminérgicas y 26 gabaérgicas- que nos permite seguir todos los cambios que tienen lugar», explica la Dra. dalfón.

Dalfó y sus colaboradores ya demostraron en un estudio previo que la proteína RAC1, que en C. elegans se conoce como ced-10, protege a las neuronas dopaminérgicas de la toxicidad producida por la alfa-sinucleína, y que en pacientes con Parkinson cuya actividad de esta proteína está disminuida. Para esta investigación, el equipo ha creado un gusano transgénico sin RAC1/ced10, en el que la alfa-sinucleína se acumula y causa la muerte neuronal.

Otra ventaja de C. elegans es que sus principales vías lipídicas son conocidas y son las mismas que las de los humanos. En este estudio el grupo de investigación ha observado que, en comparación con el gusano sano, ya desde las etapas más tempranas el nuevo gusano transgénico presenta cambios en las proporciones de los tipos de grasas en el organismo.

"El nuevo modelo que hemos generado abre una ventana en busca de las etapas tempranas de la enfermedad de Parkinson y otras sinucleinopatías antes de llegar a la muerte neuronal, y permitirá investigar fármacos que puedan ayudar a detener la enfermedad antes de que sea demasiado tarde ", destaca Esther Dalfó.

En el trabajo, coordinado desde el INc-UAB, han participado también investigadores del Instituto de Ciencias de los Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), de la Universidad de Alabama (EE.UU.), de la Universidad de Vic- Universidad Central de Cataluña (UVic-UCC) y del Instituto de Investigación e Innovación en Ciencias de la Vida y de la Salud en la Cataluña Central (IRIS-CC).