Publicado 02/06/2021 17:56CET

Identifican el mecanismo que vincula los traumatismos craneoencefálicos con enfermedades neurodegenerativas

Archivo - Un jugador se duele por un golpe en la cabeza
Archivo - Un jugador se duele por un golpe en la cabeza - Laurence Griffiths/PA Wire/dpa - Archivo

MADRID, 2 Jun. (EUROPA PRESS) -

Científicos del Departamento de Pediatría de la Universidad de Pittsburgh (Estados Unidos) han revelado un posible mecanismo de cómo las lesiones cerebrales traumáticas conducen a enfermedades neurodegenerativas, según un estudio realizado en moscas de la fruta y en tejido cerebral de ratas y humanos publicado en la revista 'eLife'.

Los resultados podrían ayudar al desarrollo de tratamientos que detengan la progresión del daño celular tras una lesión cerebral, que de otro modo puede conducir a enfermedades neurológicas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y las enfermedades de Alzheimer y Parkinson.

Los traumatismos craneoencefálicos repetidos están relacionados con un síndrome neurodegenerativo progresivo denominado encefalopatía traumática crónica (ETC). Los tejidos postmortem de pacientes con ETC muestran niveles disfuncionales de una molécula llamada TDP-43, que también se encuentra en la ELA, la enfermedad de Alzheimer y la demencia frontotemporal.

"Aunque el TDP-43 es un indicador conocido de la neurodegeneración, no estaba claro cómo los traumatismos repetidos promueven la acumulación de TDP-43 en el cerebro. Hemos demostrado que los traumatismos cerebrales repetitivos en las moscas de la fruta provocan una acumulación de TDP-43. En este estudio medimos los cambios de las proteínas en el cerebro de la mosca de la fruta tras la lesión para identificar las vías moleculares que lo provocan", explica el primer autor del trabajo, Eric Anderson.

A partir de un análisis de 2.000 proteínas, el equipo identificó 361 que cambiaron significativamente en respuesta a la lesión. Entre ellas se encontraban los componentes del complejo de poros nucleares (CPN) que intervienen en el transporte nucleocitoplásmico, es decir, el traslado de cargas importantes entre el núcleo celular y el resto de la célula.

Descubrieron que una familia de moléculas que componen el CNP, llamadas nucleoporinas (Nups), aumentaba tanto en las larvas como en las moscas adultas después de la lesión. Cuando observaron el patrón de distribución de las Nups alrededor del borde del núcleo en las células de la médula nerviosa de la mosca de la fruta, descubrieron que estaba alterado tras el traumatismo cerebral: había huecos en la membrana nuclear y grupos de Nups.

También descubrieron cambios en una enzima clave implicada en el transporte de moléculas dentro y fuera del núcleo en los cerebros lesionados. Como resultado, el transporte de carga marcada con fluorescencia dentro y fuera del núcleo se vio afectado.

Una vez comprobado que las lesiones cerebrales afectan a la maquinaria de transporte entre el núcleo y el resto de la célula, el equipo estudió si la acumulación de Nups conduce a la agregación de TDP-43 que se observa en las enfermedades neurodegenerativas. Crearon moscas de la fruta que producen un exceso de proteína Nup y luego tiñeron las células cerebrales para la versión de la mosca de la fruta del TDP-43, llamada Tbph.

Encontraron un aumento significativo del número de depósitos de Tbph en los cerebros que tenían demasiado Nup en comparación con los cerebros normales. Además, estos niveles elevados de Nups también eran tóxicos para las moscas, provocando una disminución de la función motora y reduciendo la distancia que podían escalar en un tiempo determinado. Cuando se redujo el nivel de Nups en las células tras la lesión, mejoró la capacidad de trepar de las moscas y su vida útil, lo que pone de manifiesto una vía a explorar para nuevos tratamientos.

Por último, el equipo analizó si la mayor acumulación de una molécula Nup (Nup62) se observaba también en el tejido cerebral humano tras una lesión. Examinaron el tejido cerebral postmortem de pacientes con ETC leve y grave, comparándolo con el tejido sano de personas de la misma edad. Todos los pacientes leves y graves practicaban deportes, mientras que los casos más sanos no lo hacían.

Descubrieron que la Nup62 estaba presente en grandes cantidades en el lugar equivocado en los pacientes con enfermedad leve y grave, pero no en el grupo sano, y el grado de agregación de la Nup62 aumentaba con la gravedad de la enfermedad. También observaron cambios similares en la distribución de Nup62 en un modelo de rata de lesión cerebral traumática.

"Nuestro estudio revela que la lesión cerebral traumática puede alterar la maquinaria de transporte nuclear de las células, que desempeña un papel esencial en las funciones celulares normales, como la comunicación. Esto sugiere que la acumulación de proteínas distintivas neurodegenerativas causada por una lesión comienza con estos defectos de transporte nuclear, y que dirigirse a estos defectos podría ser una estrategia para prevenir los trastornos neurológicos inducidos por un trauma", concluye el autor principal, Udai Pandey.