lunes, 5 de noviembre de 2012

La dopamina puede no ser la única molécula clave en la enfermedad de Parkinson


Los científicos podrían haber descubierto por qué el tratamiento estándar para la enfermedad de Parkinson a menudo es efectivo sólo durante un periodo limitado de tiempo. Su investigación podría conducir a una mejor comprensión de muchos trastornos cerebrales, desde la adicción a drogas hasta la depresión, que comparten ciertas moléculas de señalización envueltas en la modulación de la actividad cerebral.
Un equipo liderado por Bernardo Sabatini, profesor de neurobiología en la Harvard Medical School, usó ratones modelo para estudiar las neuronas dopaminérgicas en el núcleo estriado, la región del cerebro que está implicada en el movimiento y en el aprendizaje. En las personas, estas neuronas liberan dopamina, un neurotransmisor que nos permite caminar, hablar y también escribir en un teclado. Cuando estas células mueren, tal y como ocurre en los pacientes de Parkinson, se pierde la habilidad para iniciar un movimiento con facilidad. Los actuales fármacos empleados para tratar el Parkinson, son precursores de la dopaminas, los cuales las células cerebrales transforman en dopamina.
La cara opuesta de la escasez de dopamina es la hiperactividad de la dopamina. La heroína, cocaína y anfetaminas aceleran o mimetizan a las neuronas dopaminérgicas, reforzando en último término la recompensa de aprendizaje de el consumo de drogas. Otras condiciones como pueden ser trastornos obsesivos-compulsivos, síndrome de Tourette y también la esquizofrenia pueden relacionarse también con la desregulación de la dopamina.
El artículo, publicado en Nature, Sabatini y los coautores Nicolas Tritsch y Jun Ding mostraron que las neuronas dopaminérgicas mesencefálicas no sólo liberan dopamina, si no también otro neurotransmisor, denominada GABA, el cual reduce la actividad neuronal. La presencia previamente insospechada de GABA podría explicar por qué la recuperación de la dopamina podría causar unas mejoras iniciales  en los pacientes de Parkinson, que a la larga se desvanecen. Si el GABA es hecho por el mismo tipo de células que producen otros neurotransmisores, como es el caso de la serotonina, relacionado con la depresión, un tratamiento enfocándose en esta única molécula podría ser menos exitoso por la misma razón.
“Si lo que encontramos en los ratones lo aplicamos al ser humano, entonces la dopamina sólo participa en la mitad de la historia”, dijo Sabatini.
La sorprendente historia del GABA empezó cuando en el laboratorio de Sabatini, con una serie de experimentos diseñados para ver qué pasaba cuando las células liberaban dopamina. Los científicos emplearon la optogenética, una técnica muy poderosa que se basa en la manipulación genética que sensibiliza selectivamente las células a la luz. Los investigadores testaron en placas de laboratorio tejido cerebral de ratones diseñados para mostrar la actividad de la dopamina en neuronas. En estos experimentos se podrían bloquear otros neurotransmisores con el objetivo de destacar la liberación de dopamina, pero Tritsch, un investigador postdoctoral del laboratorio de Sabatini, decidió mantener las células en su estado natural tanto como fuera posible.
Cuando Tritsch activó las neuronas dopaminérgicas y examinó su efecto en las neuronas del núcleo estriado, se esperaba, naturalmente, observar el efecto de la liberación de la dopamina. Sin embargo, observó una inhibición rápida de las neuronas del núcleo estriado, haciendo claro que otro neurotransmisor, el cual resultó ser el GABA de acción rápida, estaba trabajando. Era muy inusual que el equipo realizase una serie de experimentos para confirmar que el GABA estaba siendo liberado directamente por estas neuronas dopaminérgicas.
La manera estándar para detectar el GABA es buscar el transportador vesicular de GABA, denominado VGAT, una proteína que empaqueta y transporta el GABA a las vesículas de neurotransmisores. Los científicos silenciaron el gen que produce el VGAT en los ratones y encontraron que las neuronas dopaminérgicas también liberaron GABA en ausencia de la proteína VGAT.
Entonces los investigadores también probaron otros transportadores, empezando con uno que transporta la dopamina y una variedad de otros neurotransmisores. Por razones que aún se desconocen, esta proteína, el transportador de monoaminas vesicular, también transporta el GABA.
“Lo que hace ahora a esto importante es que toda manipulación cuyo objetivo es atacar a la dopamina atacando el transportador de monoaminas vesiculares altera también el GABA. Nadie ha prestado atención a esto”, dijo Sabatini. “Cada modelo de Parkinson que hemos tenido, en el cual se ha perdido la producción de dopamina, actualmente se sabe que también se ha perdido la producción de GABA. Por lo que realmente ahora tenemos que volver atrás y pensar:¿ Cuales de estos efectos es debido a la pérdida de GABA y cuales son debidos a la pérdida de dopamina?”
Anatol Kreitzner, investigador del Gladstone Institute of Neurological Diseases, en San Francisco, el cual no ha estado implicado en esta investigación, denomina estos hallazgos como remarcables.
“Esto era totalmente inesperado”, dijo Kreitzner. “Al nivel molecular, nadie se esperaba que las neuronas dopaminérgicas liberasen cantidades significativas de GABA. A nivel funcional, es sorprendente que el principal modulador de la plasticidad en el cerebro, el cual es esencial en el Parkinon, en el aprendizaje y en las recompensas, y también es importante para otros trastornos psiquiátricos, pueden también liberar GABA. Esto nos plantea la pregunta de qué papel puede jugar el GABA”.
El GABA puede cambiar rápidamente el estado eléctrico de las células, inhibiendo su actividad tras hacerlas menos excitables. Sabatini se pregunta si la pérdida de la producción de GABA en las neuronas dopaminérgicas podría explicar por qué a veces se observa hiperactividad neuronal tras la pérdida crónica de estas neuronas.
El siguiente objetivo será analizar si otras neuronas que expresan el transportador vesicular de monoaminas también liberan GABA además de otros neurotransmisores como son la serotonina y la noradrenalina.
“Estos hallazgos destacan lo poco que actualmente se conoce sobre las características más básicas de la identidad celular del cerebro”, dijo Sabatini.
Tritsch dijo que  empezó como un proyecto muy sencillo para comprender cómo la dopamina cambia de dirección rápidamente, con muchos arranques y paradas en el camino debido al descubrimiento de nuevos hallazgos muy interesantes.
“Puede ser interesante llegar con una hipótesis, probarla, verificarla, y tener todo bien puesto en su lugar”, dijo. “Pero raramente la biología funciona de esta manera”.

Fuente: Harvard Medical School (2012, October 24) Challenging Parkinson´s dogma: Dopamine may not be the only key player in this tragic neurodegenerative disease. ScienceDaily.

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