Investigadores del Vall d'Hebron Institut de Recerca (VHIR) de Barcelona han demostrado por primera vez que la acumulación de un pigmento neuronal (neuromelanina) que produce el envejecimiento acaba causando la disfunción y degeneración neuronal, hasta producir la enfermedad de Parkinson, y han encontrado una vía para prevenirla.
El estudio, publicado en 'Nature Communications', ha establecido un vínculo entre los niveles de la neuromelanina dentro de las células y la disfunción neuronal del Parkinson, y ha demostrado que, modulando los niveles del pigmento por debajo del umbral patológico, se puede prevenir la aparición de la enfermedad en un modelo experimental.
Como los roedores que se utilizan para experimentar en el laboratorio no tienen este pigmento neuronal, se desconocía su rol exacto, ante lo que el grupo del VHIR ha desarrollado por manipulación genética el primer modelo animal que produce y acumula neuromelanina con la edad en cantidades similares a los humanos.
"Observamos que, a partir de un cierto umbral de acumulación intracelular de este pigmento, las neuronas empezaban a presentar alteraciones funcionales y degeneración, por lo que estos animales acababan desarrollando todas las características típicas, motoras y neuropatológicas, de la enfermedad de Parkinson", ha explicado el líder del grupo e investigador Icrea, Miquel Vila.
También comprobaron que en cerebros pre-parkinsonianos, en fases muy incipientes sin síntomas, "la acumulación de neuromelanina ya está por encima del umbral patológico, sugiriendo que si estas personas hubieran vivido más tiempo probablemente habrían acabado desarrollando la enfermedad", ha añadido el jefe del grupo de investigación en Enfermedades Neurodegenerativas del VHIR y del Ciberned.
Para ver si modular los niveles del pigmento podía ser beneficioso, los investigadores aplicaron en el animal una terapia génica dirigida a activar los sistemas de reciclaje y eliminación de residuos propios de la neurona.
"Con esta estrategia, fuimos capaces de reducir los niveles intracelulares de neuromelanina por debajo del umbral patológico y prevenir la aparición de la sintomatología y neurodegeneración en estos animales", ha señalado Vila, que también es profesor de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).
Movimiento voluntario
El Parkinson se produce por la pérdida de neuronas en la región del cerebro llamada sustancia negra, encargada de producir dopamina y de regulación el movimiento voluntario, y el déficit de dopamina en las regiones cerebrales inervadas por estas neuronas produce la aparición de los síntomas motores característicos de la enfermedad.
Con la edad, que es el principal factor de riesgo para desarrollar Parkinson, las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra van acumulando progresivamente la neuromelanina, que tiene características similares a la melanina de la piel, y que puede llegar a ocupar la totalidad de la neurona, dando a la sustancia negra del cerebro el aspecto marrón oscuro que su nombre indica.
En la piel, la melanina se forma por la acción de la enzima tirosinasa, que se encuentra en el cerebro pero en cantidades bajas y se desconocía si tiene efecto en la nueromelanina; los investigadores pusieron más tirosinasa en la sustancia negra de ratas y ratones y observaron que comenzaban a producir el pigmento.
Con la edad, se acumulaba progresivamente hasta llegar a unos niveles equivalentes a cerebros humanos envejecidos, llegando a ocupar toda la neurona, con lo que se logró el primer modelo experimental en roedores que produce y acumula neuromelanina equivalente a la humana.
Para comprobar si se daba en los humanos, midieron los niveles del pigmento en cerebros humanos envejecidos sanos y con Parkinson, y hallaron que en los que no tenían esta patología, los niveles de neuromelanina en las células están por debajo del umbral patológico, y en los enfermos los niveles están por encima de este umbral.
