Un nuevo estudio ha redimido en cierto modo a la proteína tau, hasta ahora asociada al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer
Resulta que la proteína tiene un papel de «bueno», ayudando a proteger contra los radicales libres dañinos en el cerebro y promoviendo un envejecimiento saludable.
Desde hace tiempo, la proteína tau, junto con otra proteína, la beta-amiloide, se consideraba el malo de la película. Los investigadores han descubierto una relación entre el Alzheimer (y otras enfermedades neurológicas) y la acumulación tóxica de esta proteína en las neuronas. En consecuencia, se ha prestado especial atención al desarrollo de métodos para eliminar estos ovillos patológicos.
Pero un nuevo estudio, fruto de la colaboración entre distintos investigadores ha descubierto que la proteína tau protege nuestro cerebro de las dañinas especies reactivas del oxígeno (ROS) y promueve un envejecimiento saludable.
«Las ROS son subproductos naturales de diversas funciones celulares del organismo», explica la Dra. Lindsey Goodman, investigadora postdoctoral del Departamento de Genética Molecular y Humana del BCM y autora principal del estudio. «Mientras que los niveles bajos de ROS son beneficiosos, el exceso de ROS es perjudicial para las células, ya que desencadena la producción de formas tóxicas de otras moléculas que inducen el estrés oxidativo, incluidos los lípidos peroxidados».
El problema con el oxígeno
Las células cerebrales necesitan una cantidad considerable de oxígeno para funcionar. El metabolismo del oxígeno crea moléculas inestables – «radicales libres», de los que los ROS son un subconjunto- que, en cantidades saludables, favorecen el crecimiento de las células cerebrales y el funcionamiento cognitivo. Son inestables porque tienen un número impar de electrones. Los antioxidantes neutralizan los radicales libres donándoles uno de sus electrones, estabilizándolos y reduciendo el daño que causan.
El estrés oxidativo se produce cuando hay un desequilibrio entre la producción y la acumulación de ROS en las células. El estrés oxidativo a largo plazo daña las células cerebrales y las proteínas, los lípidos (grasas) y el ADN que contienen, lo que puede contribuir al envejecimiento y desempeñar un papel en el desarrollo de afecciones como el cáncer, la diabetes y la enfermedad de Parkinson. La peroxidación lipídica es el proceso que provoca el deterioro de los lípidos celulares por ROS, que a tasas medias o altas es tóxico.
En 2015, el equipo del laboratorio de Bellen descubrió que las neuronas exportaban estos lípidos tóxicos peroxidados a las células gliales vecinas -células «ayudantes», que proporcionan estructura y nutrientes a las neuronas y limpian las muertas-, que los forman en gotas de lípidos que almacenan durante la vigilia y convierten en energía durante el sueño para mantener el correcto funcionamiento neuronal.
«Este proceso elimina y neutraliza eficazmente estos lípidos tóxicos», afirma Goodman. «En el estudio actual, investigamos el papel de tau en la formación de gotas lipídicas gliales».
Realizando experimentos en moscas de la fruta, Drosophila, los investigadores descubrieron que las células gliales necesitan tau normal, producida de forma natural, para formar gotas lipídicas y protegerse de las ERO neuronales. También descubrieron que las células gliales obtenidas de ratas y humanos necesitaban tau para la formación de gotas lipídicas.
La pérdida de tau interrumpe el brote de gotitas lipídicas. Las puntas de flecha blancas marcan las gotas maduras que han brotado con éxito de la célula; las puntas de flecha amarillas marcan las gotas futuras que necesitan brotar para convertirse en gotas madurasGoodman et al.
Curiosamente, mientras que la introducción de tau humana normal permitió la formación y maduración de gotas lipídicas gliales en moscas de la fruta que carecían de su propio suministro de la proteína, cuando los investigadores introdujeron tau humana con mutaciones causantes de la enfermedad -que se han relacionado con un mayor riesgo de enfermedad de Alzheimer-, la glía fue incapaz de formar gotas lipídicas en respuesta a ROS neuronales.
«Esto argumenta que las mutaciones en tau pueden reducir la capacidad normal de la proteína para prevenir el estrés oxidativo, además de hacer que la proteína se acumule en las características típicas de la enfermedad, como se ha descrito en trabajos anteriores», afirma Goodman.
Cuando los investigadores utilizaron modelos de rata y mosca de la fruta de afecciones relacionadas con tau -las llamadas tauopatías- que provocan la sobreexpresión de la proteína tau humana causante de la enfermedad, observaron de nuevo alteraciones en la formación de gotas lipídicas gliales y la destrucción de células gliales en respuesta a las ROS neuronales. Parece que, en el caso de la proteína tau, entra en juego el «principio de Ricitos de Oro»: una cantidad excesiva o insuficiente de la proteína es perjudicial.
Los investigadores afirman que sus hallazgos allanan el camino para desarrollar nuevas formas de tratar enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.
«Al revelar una nueva y sorprendente función neuroprotectora de la proteína tau, el estudio abre la puerta a nuevas estrategias potenciales para frenar, revertir y tratar las enfermedades neurodegenerativas», afirma el Dr. Hugo Bellen, que dirige el laboratorio de Genética Molecular y Humana del BCM y es el autor correspondiente del estudio.
El estudio se publicó en la revista Nature Neuroscience.
REFERENCIA
Tau is required for glial lipid droplet formation and resistance to neuronal oxidative stress
