Alteraciones en el epigenoma de las neuronas implicadas en la enfermedad de Parkinson ¿Qué significa?


Investigadores españoles describen por primera vez alteraciones en el epigenoma de las neuronas implicadas en la enfermedad de Parkinson. El descubrimiento amplía el conocimiento sobre posibles nuevos mecanismos de enfermedad.

alteraciones en el epigenoma de las neuronas implicadas en la enfermedad de Parkinson

El pasado 21 de diciembre, medios españoles especializados en noticias de salud se hicieron eco de un comunicado de prensa que informaba de un grupo de investigadores españoles que había descubierto cambios en el epigenoma de las neuronas diana del Parkinson.

La investigación fue publicada en la prestigiosa revista EMBO Molecular Medicine.

La primera reacción de muchos seguramente es preguntarse qué es el epigenoma, cuáles son las neuronas diana de la enfermedad, y por último qué aplicación tienen los resultados de la investigación.

Lo segundo es fácil de responder pues se refiere a las células del cerebro que se ven afectadas específicamente en la enfermedad de Parkinson y que son las neuronas dopaminérgicas, localizadas en una región cerebral llamada substantia nigra.

Lo primero ya es más complejo, así que para intentar hacer un artículo lo más esclarecedor posible, nos comunicamos con uno de los autores del estudio, el Dr. Rubén Fernández-Santiago, del Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (IDIBAPS) de Barcelona. El Dr. Fernández-Santiago nos explica que los cambios epigenéticos son:

modificaciones heredables en el ADN que sin cambiar su secuencia de bases regulan la expresión de los genes. En general el epigenoma es el sistema que controla la expresión del genoma. Así, mientras que el genoma contiene toda la información biológica del individuo, es el epigenoma el que ejecuta esa información en el tipo celular y el momento del desarrollo adecuados. Por ello, alteraciones del epigenoma tienen normalmente consecuencias en la actividad de los genes y la expresión del genoma”.

Pensemos en una partitura de música, las notas musicales de un pentagrama vendrían a ser los genes, mientras que la ejecución de sonidos mediante distintos instrumentos musicales que resulta en diferentes melodías sería el epigenoma.

Si la persona que toca un instrumento no ejecuta bien la partitura, el oyente percibirá alteraciones en la pieza musical resultante, pero si es un virtuoso la ejecución será brillante.

En el organismo humano, los factores epigenéticos, que están influidos por factores ambientales, bioquímicos y de estilo de vida, pueden alterar el resultado final de la información contenida en nuestros genes.

Convierten células somáticas de personas con párkinson en neuronas dopaminérgicas para estudiar la enfermedad.

alteraciones en el epigenoma de las neuronas implicadas en la enfermedad de Parkinson
De izquierda a derecha, Dr. Ezquerra, Dr. Fernández-Santiago, Dr. Tolosa,
Dr. Castellano, y Dr. Martín-Subero, investigadores del IDIBAPS. Crédito de imagen: Cibernet.

Para estudiar si en las células dopaminérgicas de personas con Parkinson se producen esas alteraciones epigenéticas eran necesarias muestras de tejido cerebral de pacientes.

Ahora bien, acceder a las áreas cerebrales afectadas por el Parkinson sólo es posible después que fallece la persona. Este escollo lo salvaron los investigadores utilizando técnicas de medicina regenerativa que incluyeron la reprogramación de células somáticas obtenidas mediante biopsia de la piel de pacientes y la diferenciación en neuronas dopaminérgicas.

El análisis de estas neuronas los llevó a identificar más de 2000 cambios epigenéticos. Para Fernández-Santiago el significado de este hallazgo es que:

las alteraciones epigenéticas podrían representar un nuevo mecanismo de enfermedad de Parkinson desconocido hasta ahora y que se ha de seguir estudiando en el futuro para conocer otros aspectos de la enfermedad”.

Interesante también resultó comprobar que los cambios detectados no se encontraron en las células somáticas antes de reprogramarlas y diferenciarlas en neuronas dopaminérgicas, lo que en opinión del Dr. Mario Ezquerra, otro de los autores del estudio citado por el Instituto de Salud Carlos III, podría significar que la enfermedad de Párkinson tiene un carácter sistémico y afecta de forma global al organismo ya que:  “

las propias células somáticas, antes de diferenciarlas en neuronas podrían tener ya algún tipo de defecto molecular, debido, en parte, a la historia ambiental del individuo, y que solo sería patogénico en las neuronas dopaminérgicas”.

El estudio también encontró que el epigenoma de las personas con Parkinson esporádico, que comprende la forma más extendida de la enfermedad (entre el 90-95% de los casos) y el epigenoma de las personas con Parkinson familiar asociado a mutaciones en el gen LRRK2, comparten alteraciones idénticas. Este descubrimiento abre la puerta a posibles tratamientos comunes en ambas formas de la enfermedad.

Al preguntar al Dr. Fernández-Santiago por las aplicaciones que puede tener la investigación, nos comenta:

Generar conocimiento sobre nuevos mecanismos de la enfermedad es fundamental para comprender todos los aspectos de la enfermedad, y poder así actuar desarrollando estrategias terapéuticas específicas”.

El campo de la epigenética ha venido experimentando un desarrollo acelerado en los últimos años y no hemos demorado en ver la aplicación de los descubrimientos de la ciencia básica a la creación de fármacos.

Recientemente en TiTi os informábamos de que la compañía Oryzon, con sede en Barcelona, solicitaba a las autoridades españolas la autorización para iniciar ensayos clínicos con un fármaco para el Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas; el fármaco es fruto del trabajo que desde hace años la compañía viene realizando en el campo de la epigenética.

Descubrimientos como el del Dr. Fernández-Santiago y el resto del grupo de investigadores sirven para ayudar a identificar nuevos mecanismos dónde un fármaco puede actuar.

Referencias

Fernández-Santiago R, Carballo-Carbajal I, Castellano G, Torrent R, Richaud Y, Sánchez-Danés A, Vilarrasa-Blasi R, Sánchez-Pla A, Mosquera JL, Soriano J, López-Barneo J, Canals JM, Alberch J, Raya Á, Vila M, Consiglio A, Martín-Subero JI, Ezquerra M, Tolosa E. Aberrant epigenome in iPSC-derived dopaminergic neurons from Parkinson’s disease patients. EMBO Mol Med. 2015 Oct 29;7(12):1529-46. Disponible en: http://embomolmed.embopress.org/content/7/12/1529

Instituto de Salud Carlos III (2015). Científicos españoles descubren alteraciones en el epigenoma de las neuronas diana del Parkinson. Instituto de Salud Carlos III. Disponible en: http://www.isciii.es/ISCIII/es/contenidos/fd-el-instituto/fd-comunicacion/fd-noticias/20151218-EMBOMolMed.shtml

Manel, E. (2008). Qué es la epigenética y para qué sirve. Madri+D. Disponible en http://www.madrimasd.org/noticias/es-epigenetica-sirve/34033

Fernández-Santiago R, Ezquerra M. Epigenetic Research of Neurodegenerative Disorders Using Patient iPSC-Based Models. Stem Cells Int. 2016;2016:9464591.

Disponible en: http://www.hindawi.com/journals/sci/2016/9464591/

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