Descubren un 'esqueleto' oculto en neuronas que podría combatir el Alzheimer

Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania realizó un hallazgo significativo sobre un microscopio 'esqueleto' que se encuentra en las neuronas. Este esqueleto, conocido como el sistema esquelético periódico asociado a la membrana (MPS, por sus siglas en inglés), no solo proporciona soporte estructural a las células, sino que también actúa como un 'portero' que controla qué sustancias pueden ingresar a las neuronas y en qué momento.

El estudio, publicado en Science Advances, reveló que el MPS regula casi todos los tipos principales de endocitosis, un proceso mediante el cual las neuronas absorben nutrientes y señales del entorno. Cuando esta estructura se debilita, las neuronas comienzan a absorber rápidamente proteínas dañinas asociadas con la enfermedad de Alzheimer, lo que sugiere que estabilizar el MPS podría ser una estrategia prometedora para prevenir daños en las células cerebrales.

La investigación fue liderada por Ruobo Zhou, profesor asistente de química y biología molecular. Zhou explicó que durante años se había intentado entender el mecanismo molecular detrás de la endocitosis, dado que está relacionado con enfermedades neurodegenerativas. "Cuando la endocitosis falla, se produce una acumulación de proteínas en el cerebro, un sello distintivo de enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson", detalló.

El MPS fue descubierto por Zhou en 2013, mientras trabajaba en un equipo de investigación en Harvard. En ese momento, se pensaba que esta estructura solo servía como un sistema de soporte pasivo. Sin embargo, en el nuevo estudio, los investigadores utilizaron técnicas de microscopía de superresolución para observar cómo el MPS actúa como un controlador de tráfico celular, regulando las formas de endocitosis.

Los científicos realizaron experimentos en neuronas cultivadas en laboratorio y observaron que al dañar el MPS, las neuronas comenzaban a absorber material más rápidamente, lo que indicaba que esta estructura normalmente ralentiza el proceso para evitar una absorción excesiva.

Además, los investigadores encontraron que el MPS puede contribuir a su propia degradación. Cuando se acelera la endocitosis, se debilita el esqueleto, generando un ciclo de retroalimentación positiva que permite una mayor entrada de nutrientes y proteínas.

Para investigar la conexión con el Alzheimer, los investigadores simularon las primeras etapas de la enfermedad al hacer que las neuronas produjeran niveles más altos de proteína precursora de amiloide (APP), un marcador clave de la enfermedad. Al debilitar el MPS, las neuronas absorbieron APP más rápidamente, lo que resultó en la producción de un fragmento tóxico asociado con el Alzheimer.

Los hallazgos sugieren que el MPS podría actuar como una barrera protectora que limita la acumulación de moléculas tóxicas en las neuronas. La degradación de esta estructura, que se conoce que ocurre durante el envejecimiento y las enfermedades neurodegenerativas, podría llevar a un ciclo dañino que resulta en mayor producción de amiloides y eventual muerte celular.

Los investigadores concluyeron que proteger o estabilizar el MPS podría ofrecer una nueva forma de frenar la neurodegeneración. "Creemos que esto podría abrir la puerta a futuras terapias dirigidas a la proteína para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas", afirmó Jinyu Fei, autor principal del estudio.