L’equip internacional d’investigadors liderat per Chiara Zurzolo, de la Unitat de Trànsit i Patogènesi de Membranes de l’Institut Pasteur, en col·laboració amb el grup de Cèl·lules Mare i Neurodegeneració de l’IDIBELL i la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la Universitat de Barcelona ha aportat llum sobre els mecanismes que permeten que la malaltia de Parkinson es propagui al cervell. El treball, publicat recentment a Nature Communications, obre noves vies per al desenvolupament d’estratègies terapèutiques destinades a frenar la propagació de la patologia.
L’estudi se centra en les sinucleinopaties, inclòs el Parkinson, un grup de malalties neurodegeneratives caracteritzades per l’acumulació anormal de la proteïna alfa-sinucleïna (α-Syn) al cervell. Aquestes acumulacions formen agregats tòxics que malmeten les neurones i contribueixen al deteriorament progressiu del sistema nerviós.
Nanotubs: ponts de comunicació entre cèl·lules cerebrals
Els investigadors han aprofundit en el paper dels anomenats nanotubs de túnel (TNTs), estructures membranoses que connecten les cèl·lules entre si i permeten l’intercanvi de material cel·lular.
Aquestes estructures van ser identificades per primera vegada per l’equip de l’Institut Pasteur el 2009 com a vies per a la propagació de proteïnes patògenes. El 2023, els mateixos investigadors van demostrar a més que els TNT permeten la transferència d’agregats tòxics de α-sinucleïna des de les neurones malaltes a les microglies, les cèl·lules immunitàries del cervell, revelant una via de comunicació directa entre aquestes poblacions cel·lulars. Tot i que això va identificar una connexió funcional entre neurones i microglies, els mecanismes moleculars que impulsen aquesta comunicació seguien sent desconeguts.
El paper clau de les mitocondries i la immunitat innata
El nou estudi publicat recentment a Nature Communications ofereix una resposta. Segons l’estudi, els agregats de α-Syn danyen les mitocondries, la «central elèctrica» de la cèl·lula. Aquest dany provoca l’alliberament d’ADN mitocondrial dins de la cèl·lula, cosa que activa una via immunitària innata de defensa coneguda com la via cGAS–STING.
Aquesta via actua com un desencadenant principal per a la formació de nanotubs. Remodela el citoesquelet d’actina —la bastida interna que controla la forma cel·lular i la dinàmica de la membrana— promovent així la formació de nanotubs tunelats, que actuen com a canals de comunicació entre cèl·lules.
A través d’aquestes connexions, les neurones poden transferir agregats proteics tòxics a la microglia, contribuint potencialment a la propagació de la patologia. Els científics també van demostrar que les neurones danyades transfereixen mitocondries disfuncionals a les microglies, on són eliminades. Tot i que aquest procés pot representar inicialment una resposta protectora, també desencadena reaccions inflamatòries en la microglia que podrien contribuir a la progressió de la malaltia.
Factors que causen malalties, no només símptomes
Aquestes troballes canvien la nostra comprensió de la malaltia de Parkinson, suggerint que el dany mitocondrial i la inflamació no són només conseqüències de la malaltia, sinó que poden contribuir activament a la seva progressió.
A més, els nanotubs de membrana també emergeixen com a actors centrals en aquesta comunicació cel·lular. Tot i que poden contribuir a l’eliminació de components cel·lulars danyats, també poden afavorir la propagació d’agregats tòxics i senyals inflamatoris al cervell. Desenvolupar una millor comprensió d’ aquests mecanismes i aprendre a modular-los podria aplanar el camí per a noves estratègies terapèutiques que ralenteixen la progressió de les sinucleinopaties.
L’Institut de Recerca Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL) és un centre de recerca creat el 2004 especialitzat en càncer, neurociència, medicina translacional i medicina regenerativa. Compta amb un equip de més de 1.500 professionals que, des dels 73 grups de recerca, generen més de 1.400 articles científics a l’any. L’ IDIBELL està participat per l’ Hospital Universitari de Bellvitge i l’ Hospital de Viladecans de l’ Institut Català de la Salut, l’ Institut Català d’ Oncologia, la Universitat de Barcelona i l’ Ajuntament de l’ Hospitalet de Llobregat.
IDIBELL és membre del Campus d’Excel·lència Internacional de la Universitat de Barcelona HUBc i forma part de la institució CERCA de la Generalitat de Catalunya. El 2009 es va convertir en un dels cinc primers centres d’investigació espanyols acreditats com a institut d’investigació sanitària per l’Institut de Salut Carles III. A més, forma part del programa «HR Excellence in Research» de la Unió Europea i és membre d’EATRIS i REGIC. Des de l’any 2018, IDIBELL és un Centre Acreditat de la Fundació Científica AECC (FCAECC).