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La acumulación de proteína Tau puede alterar el ADN y causar Alzheimer

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Baylor en Houston (EE.UU.) han encontrado la primera evidencia de un fuerte vínculo entre la acumulación progresiva de la proteína Tau en las células cerebrales y la actividad de determinadas secuencias de ADN, llamadas elementos transponibles, que podrían desencadenar la neurodegeneración que conduce a la enfermedad de Alzheimer.

“Una de las características clave de la enfermedad de Alzheimer es la acumulación de proteína Tau dentro de las células cerebrales, en combinación con la muerte celular progresiva”, comenta el Dr. Joshua Shulman, uno de los autores de este estudio y profesor asociado de neurología, neurociencia y genética molecular y humana en el Baylor College de Médicina e investigador del Instituto de Investigación Neurológica Jan Duncan y Dan Duncan del Texas Children’s Hospital. Ahora, con esta investigación “proporcionamos nuevos conocimientos sobre cómo la acumulación de proteína Tau puede contribuir al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer”.

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El Dr. Joshua Shulman destaca que esta investigación ofrece nuevos conocimientos sobre cómo la acumulación de proteína Tau puede contribuir al desarrollo de Alzheimer

Y es que, aunque los científicos han estudiado durante años lo que sucede cuando la proteína Tau forma agregados dentro de las neuronas, todavía no está claro por qué las células cerebrales finalmente mueren. Una cosa que los científicos han notado es que las neuronas afectadas por la acumulación de Tau también parecen tener inestabilidad genómica.

Estudios previos de tejidos cerebrales de pacientes con otras enfermedades neurológicas y de modelos animales han sugerido que las neuronas no solo presentan inestabilidad genómica, sino también activación de elementos transponibles“Los elementos transponibles son trozos cortos de ADN que no parecen contribuir a la producción de proteínas que hacen que las células funcionen. Se comportan de manera similar a los virus; pueden hacer copias de sí mismos que se insertan dentro del genoma y esto puede crear mutaciones que conducen a la enfermedad “, afirma el Dr. Shulman.

Para este experto, “aunque la mayoría de los elementos transponibles son inactivos o disfuncionales, algunos pueden volverse activos en cerebros de personas de edad avanzada o que presenten alguna enfermedad. Eso es lo que nos llevó a analizar específicamente la enfermedad de Alzheimer y la posible asociación entre la acumulación de Tau y los elementos transponibles activados.

El grupo de investigación del Dr. Shulman realizó sus investigaciones mediante el estudio de más de 600 cerebros humanos de un estudio de población dirigido por el coautor Dr. David Bennett, del Rush University Medical Center en Chicago. Este estudio de población sigue a los participantes a lo largo de sus vidas y en el momento de la muerte, lo que permite a los investigadores examinar sus cerebros en detalle post mortem. Una de las evaluaciones realizadas es la cantidad de acumulación de Tau en muchas regiones cerebrales. Además, el coautor Dr. Philip De Jager, del Broad Institute, y la Universidad de Columbia analizaron de forma exhaustiva la expresión génica en los mismos cerebros.

“Con esta gran cantidad de datos, buscamos identificar firmas de elementos transponibles activos, pero esto no fue fácil”, comenta el Dr. Shulman. “Por lo tanto, nos pusimos en contacto con el Dr. Zhandong Liu, coautor de este estudio, y juntos desarrollamos una nueva herramienta de software para detectar firmas de elementos transponibles activos de cerebros humanos post mortem. Luego realizamos un análisis estadístico en el que comparamos la cantidad de elementos activos transponibles con la cantidad de acumulación de Tau, cerebro por cerebro “.

Analizando los resultados los investigadores encontraron un fuerte vínculo entre la cantidad de acumulación de Tau en las neuronas y la actividad detectable de los elementos transponibles. “Identificamos elementos transponibles individuales que estaban activos cuando los agregados de Tau estaban presentes. Sorprendentemente, también encontramos evidencia de que la activación de elementos transponibles era bastante amplia en todo el genoma”, destaca el Dr. Shulman.

Otra investigación ha demostrado que Tau puede alterar la arquitectura compacta del genoma. Se cree que el ADN apretado limita la activación del gen, mientras que la apertura del ADN puede promoverlo. Es decir, mantener el ADN apretado puede ser un mecanismo importante para suprimir la actividad de elementos transponibles que conducen a la enfermedad.

“El hecho de que los agregados de Tau puedan afectar esa arquitectura del genoma puede ser un mecanismo posible mediante el cual los elementos transponibles se activan en la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, nuestros estudios en cerebros humanos solo establecen una asociación entre la acumulación de Tau y la activación de elementos transponibles. Para determinar si la acumulación de Tau podría de hecho causar la activación del elemento transponible, realizamos estudios con un modelo de la enfermedad de Alzheimer de la mosca de la fruta “, comenta el experto de la Universidad de Baylor.

En este modelo de mosca de la fruta con la enfermedad, los investigadores encontraron que desencadenar cambios Tau similares a los observados en cerebros humanos dio como resultado la activación de elementos transportables, sugiriendo fuertemente que los agregados de Tau que interrumpen la arquitectura del genoma pueden mediar en la activación de elementos transponibles y, en última instancia, causar neurodegeneración.

“Creemos que nuestros experimentos revelan nuevos y potencialmente importantes conocimientos para comprender los mecanismos de la enfermedad de Alzheimer. Pese a ello, “todavía hay mucho trabajo por hacer, pero al presentar nuestros resultados esperamos poder estimular a la comunidad de investigación para ayudar a trabajar en esta línea”, concluye el Dr. Joshua Shulman. El estudio ha sido publicado en la revista Cell Reports.


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Publicado en: Actualidad

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GeriatricArea es una publicación digital editada por Comunicación y Cía que se dirige a los profesionales del sector sociosanitario.

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