Su trabajo es pionero en el país y tiene resultados para mostrar. Progresos que podrían incidir en la calidad de vida de pacientes con Parkinson o Alzheimer.
Marlene Jiménez del Río y Carlos Vélez Pardo, investigadores del Grupo de Neurociencias de la Universidad de Antioquia, con postdoctorado y doctorado en la Universidad Libre de Bruselas, ganaron el premio Alejandro Ángel Escobar en Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.
En una serie de ocho artículos, fruto del esfuerzo de más de 10 años, revelaron factores protectores contra el estrés oxidativo que deriva en esas enfermedades y presentaron otros logros en la comprensión de la cascada de eventos que conducen al deterioro y la muerte neuronal en esos males.
¿Qué es el modelo in vitro en linfocitos?
MJ: "Seleccionamos los linfocitos como modelo in vitro que podría ser adquirido de donante voluntario, de forma que pudiera simular las condiciones de toxicidad que ocurrían en estos pacientes, que era la causa principal de deterioro neuronal en los pacientes de Parkinson y de Alzheimer, y modelarlo en un modelo de células, los linfocitos.
Tomamos como modelo de toxinas las 6 hidróxidopamina, la dopamina como tal y el beta amiloide, toxinas que están involucradas en la toxicidad de los procesos de deterioro y de muerte en los pacientes que sufren de trastornos de movimiento como en el Parkinson o en aquellos con problemas de memoria como en el Alzheimer."
CV: "Dada la imposibilidad de estudiar el fenómeno de muerte neuronal directamente en los cerebros, teníamos que escoger un modelo biológico. Trabajando con él mejoramos la comprensión de las características del comportamiento de los mecanismos de muerte neuronal, estudiados de una forma más selectiva que si se observara directamente en el cerebro".
¿Qué permitió estudiar el modelo in vitro?
MJ: "Estudiar el proceso del mecanismo de pérdida neuronal que padecen los pacientes de estos trastornos neurológicos. De hecho con este modelo logramos determinar la cascada de eventos moleculares inducidos por estrés oxidativo, por estas toxinas, resultando en un deterioro celular.
Ese estrés debe entenderse como un desequilibrio que ocurre entre la alta producción de sustancias tóxicas, que son las especies reactivas de oxígeno, y una respuesta que es deficiente de mecanismos de defensa antioxidante de una célula o de un tejido. Es más: logramos identificar el peróxido de hidrógeno, una molécula muy crítica e importante que comparten estas dos entidades neurológicas y que es decisiva en la iniciación de la cascada de señalización que conlleva a la muerte celular en esa enfermedades.
Una vez identificado este modelo in vitro, en linfocitos, la siguiente etapa era comprender los resultados en un modelo in vivo. El in vitro no permite responder preguntas de tipo funcional, como las alteraciones del movimiento o problemas de memoria, por eso seleccionamos el modelo de la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster ."
CV: "Es un modelo ideal porque presenta características neurológicas y genéticas similares al humano.
Entonces, veníamos trabajando con unas neurotoxinas. Una de ellas, el paraquat. Describimos en linfocitos los mecanismos de citotoxicidad del paraquat y el mecanismo molecular. Con Drosophila estaba demostrado en la literatura que el paraquat destruía selectivamente esas neuronas dopaminérgicas, coordinadoras del movimiento, lo que nosotros también confirmamos.
Las moscas tienden naturalmente a subir a la parte alta del tubo, mientras que aquellas que son intoxicadas con paraquat permanecían en la base. Es una prueba muy útil para evaluar por ejemplo sustancias que pudieran restablecer el movimiento normal en las moscas y eso fue lo que hicimos en un trabajo en el cual se demostró que el canabinoide CP55.940 prolongaba la supervivencia y mejoraba la actividad locomotriz de las moscas sometidas al tratamiento con paraquat. Fue uno de los principales hallazgos que reportamos.
Otro que se reportó es que dentro de la cascada de señalización de muerte inducida por paraquat, se activa la proteína c jun. Nosotros tratamos estas moscas con un inhibidor específico de c jun, el SP600125 y demostramos que este compuesto rescataba y protegía las moscas de los efectos tóxicos del paraquat.
En la última publicación, que no entró en concurso, demostramos que los polifenoles, que se encuentran en alimentos como las frutas, chocolate, té, protegían del efecto tóxico del paraquat y del hierro también.
Estos trabajos in vitro e in vivo nos han permitido proponer que con una terapia farmacológica basada en antioxidantes y agentes farmacológicos que específicamente inhiban moléculas de esos eventos que conllevan a muerte, se podría rescatar del estrés oxidativo las neuronas que están bajo esos estímulos."
¿Mejoraría la persona?
MJ: "En el modelo de mosca e in vitro que hemos realizado por primera vez en Colombia, obtuvimos hallazgos que nos han permitido no sólo conocer la cascada de señalización que conlleva al deterioro neuronal en los pacientes sino también proponer una terapia combinada antioxidante que retarde, disminuya y mejore la calidad de vida de los pacientes."
¿Cómo le sobreviene a alguien el estrés oxidativo?
CV: Hay que distinguir dos tipos de pacientes. El paciente con enfermedad de Parkinson o de Alzheimer con manifestación esporádica, no tiene una causa genética aparente, o los pacientes con causas genéticas o familiares. En ambas situaciones, básicamente en el Parkinson, por ejemplo, se han implicado factores genéticos y ambientales y se ha demostrado que unos y otros intervienen en procesos energéticos en la mitocondria, que no es sólo una fábrica donde se produce el ATP, sino también donde se llevan a cabo las decisiones de muerte o supervivencia de las células.
Debido a las toxinas o las alteraciones genéticas en algunos genes que interactúan en la mitocondria, se genera una superproducción de especies tóxicas ante lo cual los sistemas de defensa se agotan y no pueden responder rápidamente a ese insulto".
¿El proceso es similar con cualquiera de estos elementos tóxicos?
CV: "Es la gran pregunta. Todo lo que se ha reportado han sido modelos. Nadie puede en estos momentos a ciencia cierta determinar cómo está ocurriendo el proceso en las neuronas dopaminérgicas o cómo es el proceso de deterioro neuronal en el hipocampo en el caso del Alzheimer".
MJ: "La importancia de nuestro trabajo es que identificamos un mecanismo común en ambas enfermedades por diferentes toxinas".
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