Investigadors de l’IBEC, en col·laboració amb hospitals i socis internacionals, han observat que la deficiència de la proteïna priònica cel·lular provoca dèficits de comportament, deficiències en l’aprenentatge i un augment de l’excitabilitat del cervell semblant a l’epilèpsia, en ratolins.
La proteïna priònica cel·lular (PrPC), una molècula situada a la superfície de les cèl·lules neuronals, es coneix per trobar-se desequilibrada en pacients humans que pateixen malalties neurodegeneratives com l’Alzheimer o la malaltia de Parkinson. Tanmateix, un millor coneixement sobre la participació de PrPC en aquestes malalties, contrasta amb les dades sobre el seu rol natural i promotor de la salut. Això vol dir que, mentre que en alguns estudis aquesta proteïna s’ha descrit com a protectora per al cervell, en altres estudis l’expressió de PrPC s’ha associat a una major susceptibilitat a la neurotoxicitat.
Aquestes inconsistències es deuen principalment a l’absència de models de ratolins adequats i ben caracteritzats. Per aportar una mica més de llum a la funció real de PrPC en fisiologia neuronal, investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), dirigits per José Antonio del Río, catedràtic de la Universitat de Barcelona i líder del grup de l’IBEC han treballat intensament en els últims cinc anys en un nou ratolí transgènic sense PrPC generat amb la tecnologia TALEN, i n’informen ara a la revista BCM Biology, amb resultats sorprenents.
Científics del grup de Neurobiotecnologia Molecular i Cel·lular de l’IBEC, en col·laboració amb l’Hospital Universitari de Zuric, la Universitat de Barcelona i la Universitat Pablo de Olavide de Sevilla (Espanya), han descobert que l’absència de PrPC perjudica les funcions cognitives com ara l’aprenentatge associatiu i la memòria, i produeix un comportament semblant a l’ansietat. Els experts també han trobat que la deficiència de PrPC comporta una major susceptibilitat a les convulsions d’epilèpsia en aquests ratolins.
Els investigadors han treballat durant dècades amb ratolins modificats amb PrPC, sense conèixer l’impacte en la seva salut, degut a alguns inconvenients tècnics que presentaven els models desenvolupats anteriorment. Utilitzant uns ratolins eliminadors de PrPC generats per TALEN, ara hem descobert que els animals que no expressen la proteïna presenten símptomes semblants a l’epilèpsia i una deficiència en l’aprenentatge i de la memòria que reforcen el paper de la proteïna en aquests processos, i que poden ajudar a comprendre els efectes de la seva disminució observada en algunes malalties neurodegeneratives en les persones.
José Antonio del Río, líder de grup a l’IBEC
En el seu estudi, els investigadors van realitzar un conjunt complet de proves de condicionament conductual i operant per avaluar la memòria i les capacitats d’aprenentatge dels ratolins, en paral·lel amb l’RNA-seq, l’anàlisi de la xarxa de neurones in vitro i dades electrofisiològiques in vivo. Els resultats van mostrar una clara disminució de la motilitat, deficiències en l’aprenentatge del condicionament operant i un comportament relacionat amb l’ansietat en els animals sense PrPC.
Els resultats demostren que la proteïna PrPC afavoreix la formació de xarxes neuronals i la connectivitat, intervé en la funció sinàptica, i protegeix també de l’excitotoxicitat. La supressió de PrPC pot ser la base d’un cervell susceptible a l’epilèpsia, que no pot realitzar tasques cognitives gaire exigents, com ara l’aprenentatge associatiu i els comportaments semblants a l’ansietat.
Aquest estudi realitzat els darrers anys ha comptat amb el suport de La Caixa Research, del Projecte PRPSEM del Ministeri de Ciència i Innovació, del CIBERNED, del Programa CERCA i de la Comissió d’Universitats i Recerca del Departament d’Innovació, Universitats i Empresa de la Generalitat de Catalunya.
Article de referència: Matamoros-Angles et al. Analysis of co-isogenic prion protein deficient mice reveals behavioral deficits, learning impairment, and enhanced hippocampal excitability. BMC Biology 2022.
