Un equipo de investigadores liderados por el Dr. Javier Díaz Nido del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” consigue describir nuevos mecanismos en la neurodegeneración de la ataxia de Friedreich

Degeneración de neuronas en el cerebelo

El análisis detallado de los ratones YG8-800 mostró a los científicos como el cerebelo se iba encogiendo (en relación con el resto del cerebro) a lo largo del tiempo. Esta atrofia progresiva del cerebelo, cuya función es crucial para la coordinación de los movimientos, puede explicar por qué los ratones van perdiendo esta capacidad con la edad. Los científicos estudiaron en detalle lo que sucedía en el cerebelo de estos ratones y se encontraron con que la atrofia del mismo se debe principalmente a la degeneración de un tipo de neuronas, las neuronas granulares en la corteza cerebelosa, que son la población neuronal mayoritaria en el cerebelo. Para entender por qué se producía esta degeneración de las neuronas en el cerebelo, los científicos realizaron toda una serie de análisis moleculares que revelaron que los ratones deficientes de frataxina presentaban unos niveles bajos de proteínas de la “cadena transportadora de electrones mitocondrial”, que funciona como la fuente de energía para las células, así como una acumulación de hierro en el cerebelo.

¿Y esto qué significa? Un mal funcionamiento de la “cadena tranportadora de electrones mitocondrial” va a provocar que disminuyan las reservas de energía que necesitan las neuronas para funcionar. Además, la acumulación de hierro puede conducir a la formación de radicales libres oxidantes, generando un proceso de estrés oxidativo que daña muchos componentes dentro de las neuronas. “Todo ello apunta al posible papel de la pérdida de función de las mitocondrias y al estrés oxidativo como factores conducentes a la degeneración de las neuronas”, afirman los autores.

Activación temprana de las células gliales

Sin embargo, los científicos se han encontrado con que lo que sucede dentro de las neuronas puede no ser lo único importante para explicar la neurodegeneración en la ataxia de Friedreich. Y es que, junto a las neuronas, nuestro sistema nervioso central contiene otras células, denominadas células de glía, que desempeñan un papel fundamental en la preservación de la viabilidad y la funcionalidad de las neuronas. Y entre estas células de glía se encuentran los astrocitos y la microglía, que también pueden ser sensibles a la deficiencia de frataxina.

“Curiosamente —mencionan los autores—, antes de detectar ningún signo evidente de degeneración neuronal, observamos la presencia de astrocitos reactivos y células de microglía activada en la corteza cerebelosa de los ratones YG8-800, que es detectable ya a los 3 meses de edad”.

¿Y en qué consiste esta “activación” temprana de las células gliales?

Para ello los científicos realizaron un análisis de las moléculas expresadas por estas células gliales, y se encontraron con un aumento en la expresión de unas proteínas denominadas citoquinas proinflamatorias, que promueven la inflamación en el cerebelo. La inflamación es una respuesta fisiológica del organismo contra las infecciones y resulta muy útil para eliminar, por ejemplo, células infectadas por virus y detener, de esta manera, la expansión del virus en el organismo. Sin embargo, cuando se dispara la inflamación de manera patológica por otra causa diferente a una infección, como en este caso de los ratones deficientes de frataxina, puede resultar en un daño a las células y así contribuir al proceso degenerativo. Además de esta respuesta inflamatoria aberrante, los autores detectaron una alteración en otras proteínas, los factores neurotróficos, que son esenciales para la supervivencia de las neuronas. “En el caso del Factor Neurotrófico Derivado del Cerebro (BDNF), observamos un incremento de su expresión a los 3 meses de edad y una marcada reducción a partir de los 6 meses”.

Estos hallazgos sugieren, en suma, que tanto la inflamación como la reducción de factores neurotróficos podrían contribuir a la degeneración de las neuronas en el cerebelo de los ratones YG8-800, que mimetizan la ataxia de Friedreich.