Investigadores japoneses han demostrado que una acumulación de “basura” celular en el cerebro puede causar enfermedades neurodegenerativas e, incluso, la muerte.
Los investigadores de la Universidad Médica y Dental de Tokio describen cómo los defectos en un mecanismo de eliminación de desechos celulares, llamado “autofagia alternativa”, pueden conducir a una acumulación letal de hierro y proteínas en las células cerebrales.
“Las células eliminan constantemente los componentes disfuncionales o innecesarios, que luego se degradan y reciclan”, explica Hirofumi Yamaguchi, autor principal del estudio, que fue publicado en Nature Communications.
Una forma común autofagia, llamada canónica, ha sido bien caracterizada e involucra un conjunto de proteínas, como Atg5 y Atg7.
Sin embargo, recientemente se han descrito varias vías de autofagia alternativas independientes de la Atg5, cuyas funciones biológicas siguen sin estar claras.
Tras identificar estas proteínas alternativas, el equipo de TMDU se centró en un ortólogo de los mamíferos llamado “Wipi3”, que había estado implicado en la autofagia canónica.
Los ratones con una deleción cerebral específica de Wipi3 –una mutación genética que afecta la cadena de ADN- presentaron defectos motrices y de crecimiento, que se observan con mayor frecuencia en pacientes con enfermedades neurodegenerativas.
Los investigadores también notaron una acumulación de hierro y de la proteína ceruloplasmina, que metaboliza el hierro en las células cerebrales de los ratones afectados.
“La deposición de hierro se ha señalado como un posible desencadenante en varios trastornos neurodegenerativos y generalmente se asocia con la acumulación anormal de proteínas de unión al hierro”, explica el autor principal del estudio, Shigeomi Shimizu.
“Nuestros hallazgos son una fuerte evidencia de que la autofagia alternativa, y específicamente Wipi3, pueden ser esenciales para prevenir esta acumulación tóxica de hierro”, afirmó.
Aunque los ratones deficientes en Wipi3 y Atg7 (autofagia canónica) mostraron defectos motores similares, presentaron cambios subcelulares muy diferentes.
Según los investigadores, esto sugiere que la autofagia alternativa y la canónica actúan de forma independiente para proteger las neuronas.
La eliminación de Wipi3 y Atg7 en ratones casi siempre resultó fatal.
Los investigadores tienen la esperanza de que este estudio pueda conducir al desarrollo de fármacos neuroprotectores.
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