a) Dispositiu microfluídic emprat en l’estudi. Es poden observar neurones corticals primàries després de 15 dies de cultiu in vitro. b) Immunolocalització de la versió maligna de l’alfa-sinucleïna (verda) en el dispositiu microfluídic després de la inoculació amb l’alfa-sinucleïna recombinant. c) Fotomicrografia mostrant exemples de neurones corticals adultes amb un contingut significatiu de sinucleïna degenerada 45 dies després de la injecció de l’alfa-sinucleïna en l’estriat.
En el seu estudi, publicat aquesta setmana, els investigadors revelen que, a més de dur a terme aquestes funcions, la PrPc també s’uneix a una forma patògena de l’alfa-sinucleïna i fomenta la seva propagació entre neurones. Aquesta proteïna, quan està fosforil·lada – o el que és el mateix, a la seva forma maligna -, causa la degeneració i mort neuronal en malalties com el Parkinson. El resultat dels investigadors apunta a la PrPc com una possible diana terapèutica per frenar l’avanç en aquest tipus de patologies.
Aquesta descoberta científica, fruit de la col·laboració entre tres grups de l’IBEC, així com d’investigadors del Tòquio Metropolitan Institute of Medical Science, l’Hospital de Bellvitge i l’Institut de Recerca de la Vall d’Hebron a Barcelona, i l’Institut de Recerca en Enginyeria d’Aragó a la Universitat de Saragossa, podria ser rellevant en altres patologies neurodegeneratives, incloent alguns tipus de demència, l’Alzheimer o l’atròfia multisistèmica.
El Parkinson és una malaltia neurodegenerativa que afecta al moviment. S’origina quan un tipus particular de neurones es degeneren i moren, afectant a les funcions motores i cognitives del sistema nerviós central. Els responsables d’aquesta degeneració són els cossos de Lewy, uns agregats anòmals que es formen a l’interior de les neurones a base d’una versió maligna de l’alfa-sinucleïna, una proteïna que abunda al citoplasma de les neurones. Quan l’alfa-sinucleïna no es pot degradar correctament, la seva forma canvia, la proteïna es fosforil·la i comença a aglomerar-se, creant aquests cossos de Lewy densos i insolubles.
Aquests agregats proliferen a l’interior de la neurona i desperten la seva resposta autoimmune, que acaba causant el suïcidi de la pròpia cèl·lula. El procés és ràpid i devastador, atès que la forma patògena de l’alfa-sinucleïna és capaç de propagar-se a través de les connexions entre neurones, creuant diferents regions del cervell i formant nous cossos de Lewy al seu pas, la qual cosa causa un dany irreversible en un nombre creixent de cèl·lules al llarg del temps.
Els investigadors de l’IBEC i els seus col·laboradors han observat que la sobre-expressió de la PrPc a la membrana neuronal incrementa la unió i expansió de l’alfa-sinucleïna patògena entre neurones i, més tard, la formació dels cossos de Lewy. “Hem vist clarament com l’alfa-sinucleïna és capaç de viatjar d’una regió cerebral a unes altres, deixant al seu pas un nombre molt alt de neurones mortes i d’altres moribundes”, diu la Laura Urrea, primera autora de l’estudi.
“La PrPc és una peça clau per a la propagació dels cossos de Lewy”, afegeix José Antonio Del Río, coordinado de l’estudi i investigador principal del grup de Neurobiologia Molecular i Cel·lular de l’IBEC i professor de la Universitat de Barcelona (UB). “Si poguéssim evitar que aquestes acumulacions malicioses es formessin i propaguessin, podríem detenir la progressió de la mort neuronal en malalties com el Parkinson”.
A més dels seus experiments in vivo i in vitro, l’equip de Del Río ha desenvolupat un dispositiu microfluídic capaç de distingir la interacció específica entre la PrPc i l’alfa-sinucleïna que facilita el seu transport entre neurones. “A dia d’avui, hem identificat un domini en la PrPc que podria ser la diana terapèutica clau per a contenir el transport de l’alfa-sinucleïna entre neurones i així frenar l’avanç de la malaltia”, afegeix l’investigador.
Aquest estudi, en el qual també han participat els grups de Nanobioingenieria i Infeccions bacterianes: terapies antimicrobianes del IBEC -liderats respectivament per Josep Samitier i Eduard Torrents, tots dos professores de la Universitat de Barcelona (UB)-,ha estat possible gràcies al finançament de La Marató de TV3, el MINECO i el Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa sobre Malalties Neurodegeneratives (CIBERNED), entre altres.
—
Article: Urrea L, Segura-Feliu M, Masuda-Suzukake M, Hervera A, Pedraz L, Aznar JM, Vila M, Samitier J, Torrents E, Ferrer I, Gavín R, Hagesawa M, Del Río JA. (2017). Involvement of Cellular Prion Protein in α-Synuclein Transport in Neurons. Mol Neurobiol., epub ahead of print
