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TRABAJO FIN DE MÁSTER
Impacto celular y funcional de la acumulación de α‐sinucleína en el locus coeruleus y su co‐
rrelación con la ansiedad en el modelo Glong de la enfermedad de Parkinson
Autora: Elena Torres Campos Directora: Dra. Rosario Moratalla Villalba Co‐directora: Dra. Noelia Granado Martínez
Afiliación: Instituto Cajal, CSIC
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ÍNDICE
AGRADECIMIENTOS... 5
1. RESUMEN... 6
2. ABREVIATURAS... 7
3. INTRODUCCIÓN... 8
3.1. Historia de la enfermedad de Parkinson... 8
3.2. Epidemiología y etiología... 8
3.3. Fisiopatología... 10
3.4. Cuadro clínico... 10
3.4.1. Sintomatología motora... 10
3.4.2. Sintomatología no motora... 11
3.5. Progresión de la enfermedad... 12
3.5.1. Estadios clínicos... 12
3.5.2. Estadios de Braak: progresión neuropatológica... 13
3.6. Tratamiento... 14
3.6.1. Terapia farmacológica... 15
3.6.2. Intervenciones neuroquirúrgicas... 15
1.6.3. Terapia no farmacológica... 16
3.7. Modelos para el estudio de la EP... 16
3.7.1. Modelos basados en neurotoxinas... 16
3.7.2. Modelos basados en herbicidas/pesticidas... 17
3.7.3. Modelos basados en animales modificados genéticamente... 17
3.7.3.1. Modelos trangénicos... 18
3.7.3.2. Modelos basados en vectores virales... 19
3.7.4. Modelos inducidos con fibrillas preformadas... 19
3.7.5. Otros modelos... 19
3.8. α‐sinucleína: papel fisiológico y patológico... 20
3.9. Áreas cerebrales estudiadas y su relación con la EP... 22
3.9.1. Ganglios basales... 22
3.9.1.1. Estriado... 24
3.9.1.2. Sustancia negra... 25
3.9.2. Área tegmental ventral... 25
3.9.3. Locus coeruleus... 26
3.9.4. Amígdala... 27
4. HIPÓTESIS Y OBJETIVOS... 28
5. MATERIALES Y MÉTODOS... 30
5.1. Animales... 30
5.2. Conducta... 30
5.2.1. Rotarod... 30
5.2.2. Test de Open Field... 30
5.3. Inmunohistoquímica... 31
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5.4. Estereología... 31
5.5. Análisis de imagen... 32
5.6. Análisis del tamaño somas... 32
5.7. Análisis estadístico... 32
6. RESULTADOS... 34
6.1. La α‐sin se expresa de forma selectiva en las neuronas dopaminérgicas de los ratones Glong... 34
6.2. Los ratones Glong presentan una alteración del sistema dopaminérgico nigro‐ estriatal a los 15 meses de edad... 38
6.3. Las neuronas dopaminérgicas de los ratones Glong van perdiendo su funciona‐ lidad desde los 3 meses de edad... 42
6.4. Los ratones Glong presentan una alteración de la transmisión sináptica dopami‐ nérgica en el estriado desde los 3 meses de edad... 43
6.5. La α‐sin se expresa de forma selectiva en las neuronas noradrenérgicas del LC de los ratones Glong... 45
6.6. Los ratones Glong presentan una alteración de las neuronas noradrenérgicas en el LC a partir de los 8 meses de edad... 48
6.7. Los ratones Glong presentan una disminución significativa de la inervación dopa‐ minérgica y noradrenérgica en la amígdala a partir de los 8 meses de edad... 50
7. DISCUSIÓN... 54
8. CONCLUSIONES... 60
9. BIBLIOGRAFÍA... 61
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AGRADECIMIENTOS
Después de un largo recorrido, esta experiencia ha llegado a su final. Este trabajo me ha ayudado a desa‐
rrolarme a nivel académico y profesional, pero también me ha permitido crecer como persona. Me ha hecho ver que la Ciencia es un mundo apasionante y esencial, aunque no se le da el suficiente reconoci‐
miento a su valor ni se le dota con los recursos necesarios.
He de expresar mis más sinceros agradecimientos a muchas personas que me han acompañado en esta experiencia:
A la Dra. Rosario Moratalla Villalba, por permitirme realizar el trabajo de fin de máster en su laboratorio, bajo su dirección. Gracias por brindarme la oportunidad de adquirir conocimientos y experiencia profe‐
sional que me ayudarán en mi futura vida laboral, así como por permitirme aprender la importancia de trabajar en equipo.
A mis compañer@s del laboratorio que han estado ahí en todo momento. A Cristina, por su alegría natural que siempre te saca una sonrisa y por estar siempre dispuesta a echar una mano. A Mónica, por su com‐
prensión y sus palabras de consuelo en los momentos difíciles. A Laura, por las muchas horas y risas com‐
partidas. A Adrián, por compartir su experiencia conmigo y darme tantos consejos. Tu ayuda ha sido fun‐
damental y me gustaría que se le pudiera dar más reconocimiento. Y en especial a Noelia, mi directora del TFM, pero más importante aún, mi compañera y amiga. No se cómo puedo agradecerte todo el tiempo y el esfuerzo que me has brindado. Siempre has estado dispuesta a dedicarme unas palabras amables cuando más lo necesitaba y a hacerme abrir los ojos cuando me preocupaba en exceso. Has sido mi guía y un apoyo fundamental, además de un ejemplo a seguir. MUCHÍSIMAS GRACIAS A TODOS.
A mis compañer@s y amig@s del máster. A Guiomar, también mi compañera del laboratorio. Juntas he‐
mos vivido la mayor parte de los buenos y malos momentos. Hemos reído y llorado juntas. Hemos traba‐
jado codo con codo echando horas y horas, y no podría haber tenido mejor compañía. Me has ayudado a superar todos los obstáculos, siempre con consejos llenos de sabiduría. Esta experiencia no habría sido lo mismo sin ti. A Rocío y a Celeste, amigas con las que se puede contar en todo momento.
A Neus, mi compañera de piso y buenísima amiga. Juntas empezamos esta aventura en Madrid y todo lo vivido ha sido increíble, en gran parte gracias a ti. Gracias por hacerme ver siempre el lado positivo de las cosas y por ser una persona tan maravillosa. A Salva, mi amigo de hace muchísimos años, con el que he compartido mil vivencias. Gracias por escucharme y apoyarme cuando lo necesitaba. A María, Nerea, Mi‐
riam y el resto de mis amigas de Cartagena, en la distancia siguen siendo pilares fundamentales en mi vida.
A Javi, por estar conmigo. Eres lo mejor que me ha deparado la vida. Gracias por estar siempre ahí, por apoyarme y por creer en mí. Me haces crecer cada día como persona y me encanta compartir mi vida contigo.
Y por último, a los más importantes, a mi familia. A mis padres y a mi hermana. Lo que soy hoy en día es todo gracias a vosotros. Os lo debo todo. Gracias por vuestro amor infinito y por siempre confiar en mí.
Este trabajo os lo dedico a vosotros. Os quiero.
MIL GRACIAS
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1. RESUMEN
La enfermedad de Parkinson es un trastorno neurodegenerativo progresivo, cuya etiología radica en la reducida neurotransmisión dopaminérgica debido a la degeneración de las neu‐
ronas dopaminérgicas de la sustancia negra pars compacta. La alteración del sistema dopa‐
minérgico nigroestriatal causa la aparición de la sintomatología motora característica de esta enfermedad. Sin embargo, en la enfermedad de Parkinson se pueden dar alteraciones en los niveles de otros neurotrasmisores y en otras áreas, las cuales son causantes de la aparición de síntomas no motores, tales como la ansiedad y la depresión, que pueden aparecer hasta 20 años antes que los síntomas motores. A nivel fisiopatológico, la enfermedad de Parkinson forma parte de las llamadas α‐sinucleopatías por lo que se caracteriza por la agregación pa‐
tológica de la proteína α‐sinucleína, la cual puede ser altamente tóxica para las neuronas y llegar a causar la muerte neuronal. En el presente trabajo, se trató de establecer que el mo‐
delo de ratón Glong, el cual se caracteriza por ser una línea de ratones transgénicos que ex‐
presan la α‐sinucleína humana truncada por el extremo carboxilo terminal (1‐120) bajo el control del promotor de la tirosina hidroxilasa de rata, en ausencia de la expresión de α‐
sinucleína murina o endógena, podía reproducir la progresión de la sintomatología, tanto motora como no motora, de la enfermedad de Parkinson. Con este fin, se llevaron a cabo una serie de pruebas comportamentales para el análisis de los síntomas motores y no motores de la enfermedad de Parkinson en estos ratones y se realizó un estudio histopatológico para tratar de dilucidar las alteraciones neurobiológicas que podían estar asociadas a estos sínto‐
mas. Los resultados obtenidos en este estudio mostraron que los ratones Glong presentaban una alteración de la coordinación motora a edades avanzadas (15 meses), dándose un au‐
mento en los niveles de ansiedad a edades más tempranas (a partir de los 8 meses); corres‐
pondiéndose con el curso temporal de la enfermedad en los seres humanos. Se vió que los déficits en la coordinación motora en los ratones Glong se correspondían con la pérdida de inervación dopaminérgica en el estriado a edades avanzadas. Además, se observó una alte‐
ración de la transmisión sináptica dopaminérgica desde los 3 meses de edad. No se observó una pérdida significativa de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra pars compacta ni en el área tegmental ventral de ratones Glong, aunque la funcionalidad de éstas disminuía desde los 3 meses de edad. Por otro lado, se vió que la aparición de síntomas de ansiedad a partir de los 8 meses de edad en los ratones Glong se correspondía con una disminución de las enzimas tirosina hidroxilasa/ dopamina β‐hidroxilasa y alteraciones patológicas del locus coeruleus, junto con una pérdida de inervación dopaminérgica y noradrenérgica en la amíg‐
dala central. Estos resultados parecen indicar que las alteraciones moleculares, estructurales y funcionales observadas en los ratones Glong fueron debidas a la acumulación patológica de α‐sinucleína.
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2. ABREVIATURAS
6‐OHDA 6‐hidroxidopamina α‐sin α‐sinucleína
AADC Amino aromático descarboxilasa
AAV(r) Virus adenoasociados (recombinantes) ATP Adenosín trifosfato
ATV Área tegmental ventral BH4 Tetrahidrobiopterina C‐ Carboxi‐
CL Cuerpo de Lewy
COMT Catecol O‐metiltransferasa DAT Transportador de dopamina DbH Dopamina β‐hidroxilasa DDC DOPA‐descarboxilasa EP Enfermedad de Parkinson GPe Globo pálido externo GPi Globo pálido interno
hiDAN Neuronas dopaminérgicas inducidas humanas hiPSC Células madre pluripotentes inducidas humanas LC Locus coeruleus
LPS Lipopolisacárido LV Lentivirus
MAO‐B Monoamino oxidasa B MPP+ 1‐metil‐4‐fenilpiridina
MPTP 1‐metil‐4‐fenil‐1,2,3,6‐tetrahidropiridina N‐ Amino‐
NAC Componente no‐amiloideo NAc Núcleo accumbens
NDR Núcleo dorsal del Rafe
NET Transportador de noradrenalina NL Neuritas de Lewy
NST Núcleo subtalámico PFF Fibrillas preformadas REM Rapid eye movement
ROS Especies reactivas de oxígeno SN Sustancia negra
SNARE Receptores de proteínas de fijación soluble de NSF SNpc Sustancia negra pars compacta
SNpr Sustancia negra pars reticulata TH Tirosina hidroxilasa
UPS Sistema ubiquitina‐proteosoma
VMAT2 Transportador vesicular de monoaminas 2 WT Wildtype
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3. INTRODUCCIÓN
3.1. Historia de la enfermedad de Parkinson (EP)
En 1817 James Parkinson publicó ''Essay on the shaking palsy'', obra en la que se hace una descripción muy precisa de la enfermedad que lleva su nombre. Definió el temblor, la bradiquinesia y la inestabilidad postural como los síntomas más característicos de la patología. En su ensayo, James Parkinson refirió que la enfermedad era progresiva, que comenzaba de forma unilateral y que posteriormente el lado contra‐
laleral se veía también afectado. Mencionó también que conforme el tiempo pasaba, el paciente tenía menos precisión en sus movimientos y los realizaba con mayor dificultad. Las caídas se hacían más fre‐
cuentes y el lenguaje se volvía ininteligible. Una consideración sorprendente para la época fue la mención de algunos síntomas no motores de la enfermedad como las alteraciones del sueño, el estreñimiento, la sialorrea y las alteraciones de los esfínteres1.
A mitad del siglo XIX, Jean‐Martin Charcot estuvo especialmente implicado en redefinir y en expandir el ensayo de James Parkinson y en diseminar la información sobre la patología internacionalmente. Charcot fue el primero en sugerir que la patología se denominara enfermedad de Parkinson, rindiendo así un tri‐
buto a James Parkinson. Junto con sus estudiantes, Charcot describió el espectro clínico de la enfermedad de forma más precisa, diferenciando entre dos formas, la temblorosa y la rígida o aquinética. Hizo men‐
ción también de los cambios artríticos, la disautonomía y el dolor que pueden acompañar a la EP2.
3.2. Epidemiología y etiología
La EP es el trastorno neurodegenativo progresivo3 más común después de la enfermedad de Alzheimer.
Tiene una prevalencia del 0.3 % en la población general, del 1% en personas de más de 60 años y del 3%
en personas de más de 80 años. La incidencia de la EP es de 8 a 18 personas por cada 100000 personas al año. La edad media a la que se inicia la enfermedad está en torno a los 60 años y la duración media (desde el diagnóstico hasta el fallecimiento) es de alrededor de 15 años4. En la actualidad, hay alrededor de 6.3 millones de personas que padecen esta enfermedad en el mundo y la Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que llegarán a ser más de 12 millones para el 20305.
De forma similar a otras enfermedades neurodegenerativas, la edad es el principal factor de riesgo en la EP, aunque el 10% de las personas que sufren esta enfermedad son menores de 45 años. La incidencia parece disminuir a partir de los 90 años, lo cual podría deberse a un artefacto o estar relacionado con la falta de diagnóstico en personas de esa edad, o podría tratarse de una verdadera disminución, como ocu‐
rre en otras enfermedades neurodegenerativas6. La mayor parte de los estudios epidemiológicos confir‐
man que los hombres tienen una prevalencia y una incidencia dos veces mayor que las mujeres. Sin em‐
bargo, un estudio epidemiológico reciente de 2016 revela que tanto la incidencia como prevalencia de la EP en hombres y mujeres es bastante similar, por lo que esta cuestión no está del todo clara4.
Diferentes mecanismos, como la acción de toxinas, neuroinflamación, mutaciones, estrés oxidativo, dis‐
función mitocondrial o la combinación de varios de ellos, se han propuesto como factores etiológicos de la EP. También se han relacionado factores ambientales con el riesgo de padecer la EP. La hipótesis de la implicación de factores ambientales en la EP nació tras observar que en California se daban casos de un síndrome parkinsoniano similiar al que padecen los pacientes con la EP en personas adictas a drogas que consumían un compuesto alucinógeno que ellas mismas elaboraban. El análisis de este producto permitió descubrir el agente responsable del inicio del síndrome Parkinsoniano en estas personas: era la 1‐metil‐
4‐fenil‐1,2,3,6‐tetrahidropiridina (MPTP), una neurotoxina capaz de matar específicamente a las neuronas
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dopaminérgicas. Hay indicios también de que algunos herbicidas y pesticidas como el paraquat y la rote‐
nona pueden ser factores de riesgo para el desarrollo de la EP. Solo entre el 5% y el 10% de los casos de EP son atribuibles a factores puramente genéticos. Se ha descubierto que algunos genes con herencia autosómica dominante (LRRK2, LRRK2, SNCA, VPS35, GCH1, ATXN2, DNAJC13, TMEM230, GIGYF2, HTRA2, RIC3, EIF4G1, UCHL1, CHCHD2 y GBA), con herencia autosómica recesiva (PRKN, PINK1, DJ1, ATP13A2, PLA2G6, FBXO7, DNAJC6, SYNJ1, SPG11, VPS13C, PODXL y PTRHD1) y con transmisión ligada al cromosoma X (RAB39B) están relacionados con formas hereditarias de la EP4.
3.3. Fisiopatología
La EP forma parte de las llamadas α‐sinucleopatías por lo que se caracteriza por la agregación patológica de la proteína α‐sinucleína (α‐sin) formando el principal componente de unas inclusiones citoplásmáticas denominadas cuerpos de Lewy (CL) y neuritas de Lewy (NL) (Figura 1)7,8, principal hallazgo anatomopato‐
lógico de la enfermedad. Dichas inclusiones desencadenan procesos patológicos en las neuronas dopami‐
nérgicas de la sustancia negra pars compacta (SNpc)9,10, llegando a causar su muerte, lo que conlleva una disminución de los niveles de dopamina en el estriado10. Aunque la α‐sin es el principal componente de los CL, diversos estudios inmunohistoquímicos han demostrado que los CL contienen más de 90 tipos de moléculas, entre las que se encuentran proteínas de unión a la α‐sin, proteínas implicadas en el sistema ubiquitín‐proteasoma, proteínas implicadas en el sistema autofagosoma‐lisosoma, etc7,8.
Entre los mecanismos propuestos para explicar esta acumulación aberrante de α‐sin destaca la hipótesis de fallos en los sistemas encargados de eliminar agregados aberrantes de proteínas mal plegadas, como el sistema ubiquitin‐proteasoma, que se vuelven disfuncionales. Otros procesos que pueden jugar un pa‐
pel en la fisiopatología de la EP son la inflamación, las alteraciones mitocondriales o la producción anormal de especies reactivas de oxígeno (ROS) que aumentan el estrés oxidativo. Todos estos mecanismos po‐
drían suponer un daño en las neuronas dopaminérgicas de la SNpc, especialmente vulnebrables, expli‐
cando la aparición de los síntomas motores de la EP6.
Las alteraciones patológicas en el cerebro aparecen varios años antes que los síntomas clínicos caracte‐
rísticos de la EP. Para cuando empieza la sintomatología motora de la enfermedad, alrededor del 60‐70%
de las neuronas dopaminérgicas de la SNpc han muerto y hay una depleción de dopamina en el estriado del 80% (Figura 2)6.
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Además de la SNpc,otras áreas del cerebro que se ven afectadas en la EP como el área tegmental ventral (ATV), el núcleo accumbens (NAc)11, el núcleo dorsal del Rafe (NDR) y el locus coeruleus (LC); estando algunas de estas estructuras relacionadas con la sintomatología no motora de la EP9 como se mencionará más adelante.
3.4. Cuadro clínico
El cuadro clínico de la EP incluye tanto sintomatología motora como sintomatología no motora. Aunque se tiende a considerar la EP como un trastorno motor, cada vez hay evidencias de que esta enfermedad tiene un componente no motor muy importante9.
3.4.1. Sintomatología motora
Clínicamente, la EP se caracteriza por la aparición progresiva de una serie de síntomas motores relaciona‐
dos con la disfunción de la vía dopaminérgica nigroestriatal.7,9 Dichos síntomas incluyen bradiquinesia, temblor, rigidez muscular e inestabilidad postural12.
Bradiquinesia. La bradiquinesia se describe como una disminución de los movimientos, tanto en amplitud como en la velocidad de la ejecución de estos, sobre todo en los movimientos complejos de coordinación ya sean reflejos como voluntarios. Esto hace que los pacientes presenten escasez de gestos espontáneos y lentitud de los movimientos, junto con dificultades para la marcha: el inicio es difícil, el paciente duda, se tambalea y se mueve muy despacio para comenzar a caminar4.
Temblor. El temblor es el síntoma más común. Se da principalmente en las partes distales de las extremi‐
dades superiores cuando están en reposo, con una relajación muscular completa. El temblor en reposo también puede afectar a las piernas, la mandíbula y los labios4.
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Rigidez muscular. En la EP, la actividad alterada de los ganglios basales causa una función excesiva de los músculos flexores, lo cual lleva a una hipertonía muscular asociada a una relajación insuficiente. Este he‐
cho es responsable de la postura característica de algunos pacientes de la EP cuando están de pie: el busto echado hacia adelante, la espalda arqueada, los brazos pegados al cuerpo y los codos y rodillas doblados4.
Inestabilidad postural. Normalmente la inestabilidad postural está asociada a disfunción al caminar lo cual supone una limitación importante para la movilidad4.
3.4.2. Sintomatología no motora
Aunque el diagnóstico clínico de la EP se basa en los síntomas motores que provoca la deficiencia de dopamina, esta enfermedad también se ha asociado con la disminución de los niveles de otros neuro‐
transmisores y alteración en otras áreas cerebrales, lo cual ocasiona la aparición de síntomas no motores que pueden preceder a la sintomatología motora hasta varios años antes9. Dentro de los síntomas no motores destacan la hiposmia, el estreñimiento, alteraciones del sueño y trastornos neuropsiquiátricos como la ansiedad y la depresión, entre otros9,13 .Además, se ha observado un declive de las funciones cognitivas, en concreto disfunciones ejecutivas y problemas con la memoria de trabajo, en personas con riesgo de desarrollar la EP9. Por otro lado, se sabe que la sintomatología no motora también se manifiesta en el 90% de los pacientes durante el curso de la enfermedad6.
Hiposmia. La hiposmia es un trastorno del sentido del olfato que resulta en la reducción parcial de la capacidad de percibir olores. El 90% de los pacientes de EP presentan hiposmia y varios estudios han demostrado que estas personas pueden desarrollar hiposmia hasta cinco años antes de que aparezca la sintomatología motora. Esto hace que la hiposmia sea considerada como un síntoma candidato para el diagnóstico temprano de la EP14.
Estreñimiento. Se ha visto que el estreñimiento se da en el 60% de los pacientes de EP y que en el 87% de los casos este síntoma se da antes de que se desarrollen los síntomas motores. Es importante señalar que las alteraciones del sistema digestivo empeoran conforme avanza la enfermedad14.
Alteraciones del sueño. Las alteraciones del sueño afectan a casi el 98% de los pacientes con EP. Común‐
mente, estos pacientes refieren que se despiertan muy temprano por la mañana y que se despiertan de forma frecuente durante la noche. Por otro lado, durante el día experimentan somnolencia y ''ataques de sueño''6. En algunos pacientes se puede dar el trastorno de conducta durante el sueño REM (del inglés, rapid eye movement), que se caracteriza por un comportamiento agresivo y violento durante la fase REM del sueño que se da sin atonía14.
Ansiedad. La ansiedad se define como un estado emocional complejo, en el que se da una combinación de sentimientos como el miedo, la aprensión y la preocupación, frecuentemente acompañada de inesta‐
bilidad o tensión y que se asocia con la anticipación de un posible futuro peligro4. Este síntoma es un estado psicológico que resulta de varios factores internos y externos. La ansiedad puede llegar a afectar hasta al 60% de los pacientes de EP9. En la EP, la ansiedad se caracteriza por presentar un estado ansioso, sufrir ataques de pánico y un comportamiento de fobia social4. La ansiedad, frecuentemente junto con la depresión, puede darse muchos años antes de que aparezcan los síntomas motores, lo cual sugiere que este síntoma puede deberse a alguna alteración fuera la via nigroestriatal9.
Depresión. La depresión se define como un trastorno neuropsiquiátrico que se caracteriza por sentimien‐
tos de culpa, falta de autoestima, tristeza y remordimiento4. Este síntoma es frecuente en pacientes con EP y se puede dar en alrededor del 35% de los casos9. La depresión puede preceder a la aparición de los síntomas motores de la EP y puede agravarse conforme la enfermedad va avanzando cuando aparece la
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sintomatología motora4. Se ha relacionado la depresión con cambios en los sistemas dopaminérgicos, no‐
radrenérgicos y serotoninérgicos4,9.
Declive de las funciones cognitivas. El declive cognitivo y la demencia son normalmente considerados como componentes de estadios avanzados de la EP; hasta el 83% de los pacientes de la EP pueden verse afectados9. Hay evidencias recientes que muestran un vínculo entre la neurodegeneración que tiene lugar en los ganglios basales y el deterioro de funciones como el aprendizaje, la planificación, la memoria de trabajo, las emociones y los déficits cognitivos que se observan en los pacientes con EP4.
3.5. Progresión de la enfermedad
3.5.1. Estadios clínicos
La EP es una enfermedad neurodegenerativa, ya que las alteraciones neurobiológicas van evolucionando con el tiempo, lo cual resulta en una acentuación tanto de los síntomas motores como de los no motores4.
Siguiendo la clasificación de Hoenh y Yahr, la EP puede dividirse en 5 estadios desde un punto de vista clínico9 (Figura 3) a los que habría que añadir una fase 0 o fase prodrómica4:
Estadio 0 o fase prodrómica: Es el estadio en el que aparece la sintomatología no motora: hiposmia, estreñimiento, alteraciones del sueño, ansiedad, depresión, etc. Se ha demostrado que la aparición de estos síntomas está relacionada con un peor pronóstico y una peor calidad de vida en los pacientes de EP.
Los primeros síntomas no motores pueden aparecer antes de que comience la sintomatología motora y pueden mantenerse o incluso agravarse con el curso de la enfermedad. Hay evidencias de que la EP puede tener diferentes endofenotipos y que algunos de ellos podrían estar dominados por síntomas no moto‐
res9.
Estadio 1: Es un estadio temprano en el que los síntomas motores de la EP son leves y solo se aprecian en un lado del cuerpo (afectación unilateral), y normalmente la incapacidad funcional es mínima o nula. Los síntomas en esta fase incluyen el temblor (como el temblor interminente en una mano) y la rigidez (una mano o una pierna puede ser más torpe que la otra, o un lado de la cara puede estar más afectado te‐
niendo un impacto en la expresión; cara de Póker). Este estadio es muy difícil de diagnosticar y el médico puede decidir esperar a ver cómo evolucionan los síntomas con el tiempo antes de hacer un diagnóstico formal15.
Estadio 2: Es considerado un estadio temprano de la enfermedad que se caracteriza por que los síntomas afectan a ambos lados del cuerpo (afectación bilateral) o a la línea media sin que se vea afectado el equi‐
librio. Los síntomas durante este estadio pueden incluir: pérdida de la expresión facial en ambos lados de la cara, disminución del pestañeo, anomalías en el discurso, hablar con voz más suave y monótona e ir bajando el volumen mientras se habla tras haber empezado hablando con un volumen alto, rigidez en los músculos del tronco que puede dar como resultado dolor en el cuello y la espalda y enlentecimiento ge‐
neral de las actividades diarias. Aun así, durante este estadio el paciente es aún capaz de llevar a cabo su vida con total autonomía. El diagnóstico de la enfermedad en este estadio es más sencillo15 .
Estadio 3: Es considerado un estadio intermedio que se caracteriza por la pérdida del equilibrio y la lenti‐
tud de los movimientos. El equilibrio se ve comprometido, ya que el paciente no es capaz de realizar los ajustes rápidos, automáticos e involuntarios necesarios para evitar caerse, por lo que las caídas son co‐
munes. Todos los demás síntomas de la EP están presentes en este estadio. Un dato importante es que en este estadio el paciente todavía es capaz de realizar de forma independiente sus actividades diarias,
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como vestirse, mantener la higiene y comer. El diagnóstico de la EP generalmente no admite duda en este estadio15.
Estadio 4: Es considerado un estadio avanzado de la enfermedad en el que, a pesar de que puede andar o mantenerse en pie sin ayuda. El paciente es incapaz de vivir independientemente y necesita ayuda con algunas actividades de la vida diaria, siendo este hecho lo que define este estadio15.
Estadio 5: Es un estadio muy avanzado de la enfermedad que se caracteriza por la incapacidad de los pacientes de levantarse de una silla o de una cama sin ayuda, tendencia a caerse mientras están de pie o cuando se dan la vuelta, y pueden paralizarse o tambalearse mientras caminan. En este estadio los pa‐
cientes necesitan asistencia las 24h para reducir el riesgo de caídas y para ayudarlos con las actividades diarias. Algunos pacientes pueden llegar a experimentar alucinaciones o delirios15.
3.5.2. Estadios de Braak: progresión neuropatológica
En 2003, Braak y colaboradores postularon la hipótesis de que un patógeno desconocido (virus o bacteria) en el intestino podría ser el responsable del inicio de la EP en su forma esporádica y presentaron un sis‐
tema de estadios para la EP (Figura 4) basándose en el patrón de expansión de la α‐sin. Estas publicaciones fueron seguidas de la hipótesis del ''doble golpe'' (en inglés, dual hit), que postulaba que la enfermedad comenzaba en dos sitios: en las neuronas de la cavidad nasal y en las neuronas del intestino. Según esta teoría, desde estos lugares la patología se expandiría siguiendo un patrón específico, por el tracto olfato‐
rio y el nervio vago, respectivamente, hasta llegar al sistema nervioso central y continuar su expansión por éste16.
Estadio 1: Se observan lesiones en el núcleo motor dorsal IX/X y/o en la zona reticular intermedia17.
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Estadio 2: Se observa la patología del estadio 1 junto con lesiones en los núcleos del Rafe , el núcleo reticular gigantocelular y el complejo del LC‐subcoeruleus17.
Estadio 3: Se observa la patología del estadio 2 junto con lesiones en mesencéfalo, especialmente en la SNpc17.
Estadio 4: Se observa la patología del estadio 3 junto con lesiones prosencefálicas. Hay afectación cortical en la mesocorteza temporal (región transentorrinal) y en la alocorteza (plexo CA2). La neocorteza no se ve afectada17.
Estadio 5: Se observa la patología del estadio 4 junto con lesiones en áreas de asociación de nivel superior de la neocorteza y en la neocorteza prefrontal17.
Estadio 6: Se observa la patología del estadio 5 junto con lesiones en áreas de asociación de primer orden de la neocorteza y áreas premotoras. Se pueden observar cambios leves en la corteza sensorial primaria y en la corteza motora primaria17.
Las hipótesis de Braak y sus colaboradores junto con otras evidencias que han ido surgiendo en estos últimos años sugieren que las patologías de la α‐sin, como la EP, podrían propagarse por redes interco‐
nectadas en el sistema nervioso central de una forma priónica18.
3.6. Tratamiento
A pesar de que en los últimos dos siglos el avance en el conocimiento sobre la EP han permitido el desa‐
rrollo de nuevos tratamientos, a día de hoy, la mejor terapia sigue siendo la administración crónica de levodopa (L‐DOPA). Actualmente, hay una gran diversidad de aproximaciones terapéuticas, desde terapia farmacológica hasta intervenciones neuroquirúrgicas o terapia no farmacológica4.
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3.6.1 Terapia farmacológica
Dentro de la terapia farmacológica, los medicamentos más utilizados son la L‐DOPA, los agonistas dopa‐
minérgicos y los inhibidores selectivos de las enzimas monoamino oxidasa B (MAO‐B)/ catecol O‐meti‐
transferasa (COMT)4.
L‐DOPA. La mayor parte de los síntomas motores en la EP se deben a la depleción de dopamina estriatal debido a la pérdida de neuronas dopaminérgicas en la SNpc. La administración de L‐DOPA para sustituir a la dopamina estriatal fue un gran avance en el tratamiento de la EP y, desde entonces, se han desarro‐
llado una gran cantidad de terapias dopaminérgicas19.
La L‐DOPA se suele administrar en combinación con inhibidores de la enzima DOPA‐descarboxilasa (DDC) periférica, como la benserazida, para asegurar su llegada al sistema nervioso central. La L‐DOPA es meta‐
bolizada a dopamina en el cerebro por la enzima DDC central en las terminales neuronales. La dopamina, gracias a la acción del transportador vesicular de monoaminas de tipo 2 (VMAT2) se almacena en vesículas sinápticas, las cuales se liberan a la hendidura sináptica para estimular a los receptores dopaminérgicos en el estriado, consiguiendo una mejora dramática de la sintomatología motora de la EP, en particular, de la bradiquinesia y la rigidez4.
Con el tiempo, los niveles de dopamina fluctúan en las terminales con receptores dopaminérgicos. Este cambio es exacerbado por la corta vida media de la L‐DOPA (90 minutos) y por la disminución de la capa‐
cidad de las terminales de recaptar dopamina. La efectividad del tratamiento con L‐DOPA va decayendo debido a la sensibilización neuronal y a la neurodegeneración progresiva dando lugar a fluctuaciones mo‐
toras y a disquinesias (movimientos anormales involuntarios)4,19 .
Agonistas dopaminérgicos. Otra estrategia terapéutica que se desarrolló en los años 70 fue la adminis‐
tración de análogos estructurales de la dopamina. A diferencia de la L‐DOPA, su actividad farmacológica es independiente de las neuronas dopaminérgicas ya que actúan directamente en los receptores post‐
sinápticos en el estriado, los cuales se mantienen en parte preservados durante el curso de la enfermedad.
Generalmente, los agonistas dopaminérgicos se administran junto con la L‐DOPA para reducir la dosis de ésta última y disminuir el riesgo de sufrir disquinesias4.
Inhibidores selectivos de MAO‐B/COMT.
Los inhibidores selectivos de MAO‐B como la selegilina, la rasagilina o la safinamida bloquean la enzima que degrada a la dopamina. Ésta es otra estrategia para aumentar los niveles de dopamina en el cerebro.
Los inhibidores selectivos de MAO‐B pueden prescribirse como un suplemento de la L‐DOPA4,19.
Los inhibidores selectivos de la COMT como la entacapona o la tolcapona actúan a nivel periférico inhi‐
biendo la degradación de L‐DOPA para aumentar su absorción y su biodisponibilidad a nivel central4,19.
3.6.2. Intervenciones neuroquirúrgicas
Las terapias quirúrgicas están normalmente reservadas para pacientes con la EP en los que las terapias dopaminérgicas pierden efectividad con el tiempo. Son especialmente candidatos aquellos pacientes en los que se dan fluctuaciones motoras continuas y disquinesias6.
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Estimulación cerebral profunda. Ésta es la terapia neuroquirúrgica más utilizada para la EP. En la estimu‐
lación cerebral profunda, se coloca un electrodo en el núcleo subtalámico (NST), permitiendo así una es‐
timulación eléctrica continua de alta frecuencia. Esta terapia permite mejorar síntomas motores de la EP, tales como el temblor, la rigidez, el agarrotamiento, el movimiento lento y los problemas para caminar6.
3.6.3. Terapia no farmacológica
Este tipo de tratamiento está orientado a aliviar y mejorar aquellos síntomas en los que la medicación no aporta una gran ayuda. Esta terapia incluye hacer deporte o cierto tipo de ejercicios, la relajación, terapia ocupacional, terapia discursiva y apoyo psicológico4.
3.7. Modelos para el estudio de la EP
En los años 80 se fue desarrollando un especial interés en el estudio del sistema dopaminérgico como principal alteración neuroquímica en la EP, aunque ya se sabía que había en otros sistemas monoaminér‐
gicos, como el serotonérgico o el noradrenérgico. Por esa época, muchos investigadores se centraron en producir un modelo animal para la EP en el que hubiese una pérdida de neuronas dopaminérgicas en la SNpc y una disminución de dopamina en el estriado, utilizando para ello aproximaciones farmacológicas, tóxicas, mecánicas y eléctricas20.
Con el paso de los años, el conocimiento que se ha ido generando sobre la EP así como el avance de las técnicas empleadas en la investigación científica, han permitido el desarrollo de nuevos modelos (in vitro e in vivo) para el estudio de la EP.
A continuación se detallan algunos de los modelos que han sido o que son más utilizados actualmente para la investigación en la EP.
3.7.1. Modelos basados en neurotoxinas
Una característica común de todos los modelos inducidos por neurotoxinas es su capacidad de generar estrés oxidativo y de causar la muerte celular de las poblaciones neuronales dopaminérgicas; hecho que refleja lo que ha sido observado en pacientes humanos con EP. Las neurotoxinas más utilizadas para in‐
ducir síntomas parkinsonianos son la 6‐hidroxidopamina (6‐OHDA) y el MPTP21.
6‐OHDA. La 6‐OHDA ha sido la toxina clásica más utilizada. Se ha obtenido una gran cantidad de informa‐
ción sobre los efectos comportamentales, bioquímicos y fisiológicos de la dopamina en el sistema ner‐
vioso central gracias a este modelo21.
La 6‐OHDA tiene una estructura similar a la dopamina, aunque la presencia de un grupo hidroxilo adicional hace que sea especialmente tóxica para las neuronas dopaminérgicas. Este compuesto no puede atrave‐
sar la barrera hematoencefálica por lo que típicamente es inyectado en la SNpc o en el estriado, normal‐
mente de forma unilateral. Se sabe que la 6‐OHDA destruye las neuronas dopaminérgicas por un efecto combinado de ROS y de quinonas, además de inducir neuroinflamación21.
El problema de este modelo es que no reproduce todos los síntomas clínicos de la EP, aunque la depleción de dopamina en el estriado, la pérdida de neuronas dopaminérgicas en la SNpc y algunas alteraciones comportamentales están presentes. La 6‐OHDA no es capaz de inducir la agregación de α‐sin aunque sí parece ser capaz de interaccionar con ella20,21.
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MPTP. El MPTP es un ejemplo de toxina exógena que puede inducir características clínicas y patológicas de la EP en el ser humano20 .
Este compuesto es extremadamente lipofílico por lo que tras la administración sistémica es capaz de cru‐
zar rápidamente la barrera hematoencefálica. Una vez en el cerebro, el MPTP entra en los astrocitos donde es metabolizado a 1‐metil‐4‐fenilpiridina (MPP+) por la MAO‐B. Una vez en el interior de la neu‐
rona, el MPP+ es capaz de inhibir al complejo mitocondrial I dando como resultado la liberación de ROS y la disminución de la producción de adenosín trifosfato (ATP), lo cual provoca muerte neuronal20. Además, el MPP+ almacenado en las vesículas es capaz de expulsar la dopamina al espacio intracelular donde puede ser metabolizada y dar lugar a un gran número de compuestos tóxicos21.
Una limitación de este modelo es que el MPTP no es capaz de inducir la formación de CL que contienen α‐sin, un marcador fundamental de la EP20.
3.7.2. Modelos basados en pesticidas/herbicidas.
Paraquat. El paraquat es un herbidida muy utilizado en la agricultura que tiene una gran similitud estruc‐
tural con el MPP+, por lo que podría tener un efecto similar21.
El paraquat es un compuesto lipofílico por lo que puede atravesar la barrera hematoencefálica. Tras la aplicación sistémica de este herbicida a ratones, los animales exhiben una menor actividad motora y una pérdida dosis‐dependiente de terminales dopaminérgicas en el estriado y de neuronas dopaminérgicas en la SNpc24. El paraquat puede inducir un aumento de los niveles proteicos de α‐sin lo cual puede hacer que se incrementen los CL en las neuronas dopaminérgicas de la SNpc20.
Rotenona. La rotenona es un compuesto que se utiliza como herbicida e insecticida20.
Es altamente lipofílica por lo que puede atravesar fácilmente la barrera hematoencefálica. La administra‐
ción intravenosa de rotenona en roedores causa un daño en las neuronas dopaminérgicas del sistema nigroestriatal y esto es acompañado de la agregación de α‐sin, la formación de CL y problemas intestina‐
les20,21.
3.7.3. Modelos basados en animales modificados genéticamente.
Aunque la EP se consideró durante mucho tiempo como desorden no genético de origen esporádico, ac‐
tualmente se sabe que entre el 5%‐10% de los pacientes padecen formas monogénicas de la enfermedad.
Todo esto empezó con la asociación de ciertas mutaciones de la proteína α‐sin con la forma familiar de la EP22. Desde entonces, se han relacionado ciertas mutaciones de más de 20 genes con formas monogénicas de la EP20 tanto autosómicas dominantes (ej. PARK1, PARK4, PARK 8) como autosómicas recesivas (PARK2, PARK6, PARK7, PARK9)22.
En base a estos descubrimientos, se han creado una gran cantidad de modelos basados en animales mo‐
dificados genéticamente de la EP tanto en organismos invertebrados como en mamíferos22.
Se sabe que la α‐sin tiene un papel central en la fisiopatología tanto de la forma familiar como de la forma esporádica de la EP, ya que esta proteína al agregarse constituye el mayor componente de los CL y las NL en la EP y en otras α‐sinucleopatías. Por esta razón, se han desarrollado diversos modelos de ratones transgénicos en los que no se expresa α‐sin (knockout) o en los que se expresa α‐sin humana wildtype
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(WT) o mutada usando diferentes promotores. El fenotipo de los ratones en los que se sobreexpresa la α‐
sin depende en gran medida de los promotores utilizados para llevar a cabo la expresión del transgen.
Algunos de los modelos basados en la α‐sin son los siguientes:
3.7.3.1. Modelos transgénicos
Ratones α‐sin(1‐120) o Glong. Los ratones α‐sin(1‐120) o Glong son una línea de ratones transgénicos que expresan la α‐sinucleína humana truncada por el extremo carboxilo terminal (C‐terminal) (1‐120) bajo el control del promotor de la tirosina hidroxilasa (TH) de rata, en ausencia de la expresión de α‐sin murina o endógena12.
Una de las características más comunes en la EP es la agregación de α‐sin y la formación de depósitos citoplasmáticos tóxicos para las neuronas. Hay evidencias de que el truncamiento puede favorecer la agregación de α‐sin, como son los elevados niveles de α‐sin truncada en cerebros de pacientes con EP23.
Los ratones α‐sin(1‐120) o Glong desarrollan agregados que contienen α‐sin granular o filamentosa que se van acumulando en el cerebro. En estos ratones no se ha observado una pérdida significativa de neu‐
ronas dopaminérgicas. A edades avanzadas, se ha observado una disminución de dopamina en el estriado asociada a una menor capacidad de locomoción12,23 y una menor liberacion de dopamina en el estriado asociada con la redistribución de la proteína SNARE (del ingles, soluble NSF attachment protein receptor) y con la acumulación de α‐sin23,24.
En estos ratones se pueden estudiar las primeras etapas de la EP en las que se puede ver la alteración del sistema dopaminérgico por la acumulación de α‐sin. Además, este modelo recapitula parte de la sintoma‐
tología motora de la EP12,23. Por otro lado, cabe preguntarse si en este modelo se da la acumulación de α‐
sin en otras áreas cerebrales que se ven afectadas en la EP y que están relacionadas con la sintomatología no motora. Por todo ello, el modelo de ratón transgénico α‐sin(1‐120) o Glong ha sido el empleado en este trabajo.
Ratones A53T, A30P y E46K. Se han identificados tres mutaciones autosómicas dominantes en el gen SNCA que son completamente penetrantes: A53T, A30P y E46K. Estos ratones expresan una forma trun‐
cada de α‐sin, más tóxica y con mayor capacidad de agregación; por ello, se observa un número reducido de neuronas nigroestriatales, que se pierden durante el desarrollo temprano. También se ha visto que en estos ratones se ven alterados procesos celulares como la autofagia. Estos ratones trangénicos se em‐
plean para modelar la EP familiar25.
Ratones SNCA‐OVX. Se trata de ratones transgénicos en los que mediante un cromosoma bacteriano ar‐
tifical se expresa la α‐sin WT a partir del gen SNCA humano a unos niveles que duplican los de la la α‐sin murina y con un perfil de expresión del transgen que recapitula el de la α‐sin endógena. En los ratones SNCA‐OVX se ve una pérdida de neuronas dopaminérgico nigroestriatales de forma dependiente a la edad y alteraciones motoras que son características de la EP. Este fenotipo es precedido por una deficiencia temprana en la liberación de dopamina en el estriado dorsal26.
Ratones ASO. Se ha visto que las duplicaciones o triplicaciones del gen SNCA están relacionadas con un patrón de herencia dominante en la EP. Estos ratones son un modelo knock in que expresan un transgen de la α‐sin humana permitiendo la sobreexpresión de la misma. La expansión de los agregados de α‐sin en este modelo depende del sitio de integración del transgen, del promotor utilizado para llevar a cabo su transcripción y del fondo genético de estos ratones. Se ha visto que en estos ratones hay alteraciones
19
en el desarrollo y mantenimiento de neuronas dopaminérgicas, siendo un modelo útil para estudiar las etapas tempranas de la EP25.
3.7.3.2. Modelos basados en vectores virales
La sobreexpresión de α‐sin también puede ser inducida por vectores virales. Las ventajas de este método son que se puede producir la transducción directamente en el sistema nigroestriatal, que se puede inducir la patología en la edad adulta y que se puede ajustar la dosis. Se han empleado vectores basados en virus adenoasociados recombiantes (AAVr) y lentivirus (LV) para transferir el transgen SNCA a roedores25.
Se han empleado diferentes serotipos de AAV para inducir la sobreexpresión del transgen de la α‐sin hu‐
mana en roedores. Se ha utilizado bastante el AAV2; sin embargo, el serotipo AAV6 induce una pérdida de neuronas dopaminérgicas mayor y alteraciones motoras severas. El uso de vectores de LV también induce la agregación de α‐sin pero no se da la pérdida de neuronas dopaminérgicas ni alteraciones moto‐
ras significativas. Además del tipo de vector viral que se emplea, el tipo de transgen de α‐sin también influye en el fenotipo de la EP. Por ejemplo, la expresión de α‐sin WT o con la mutación A53T induce una patología comparable a la de la EP mientras que en el caso de la expresión de la α‐sin con la mutación A30P induce una patología menos pronunciada25.
3.7.4. Modelos inducidos con fibrillas preformadas (PFF, del inglés preformed fibrils)
Las evidencias de la toxicidad de la α‐sin y de la expansión anatómica de sus agregados ha llevado al desarrollo de modelos en los que se introducen directamente pre‐fibrillas proteicas de la α‐sin en el cere‐
bro. Las mutaciones y los truncamientos en la α‐sin hacen que aumente su plegamiento incorrecto, su agregación y su toxicidad. La introducción de PFF exógenas en el cerebro de ratones induce la formación de agregados endógenos de α‐sin. La propagación de estos agregados por el cerebro de forma bilateral se ha utilizado para estudiar el papel de las inclusiones de α‐sin en la fisiopatología de la EP25.
3.7.5. Otros modelos
Modelos basados en la neuroinflamación. En la EP tiene lugar un proceso inflamatorio creciente que puede causar un aumento del estrés oxidativo y de la neurodegeneración. Los lipopolosacáridos (LPS), unas endoxinas de bacterias gram‐negativas, son potentes inductores de inflamación con diversos efectos en microglía y astrocitos. La administración intracerebral de LPS en la corteza, el hipocampo, el estriado o la sustancia negra conlleva un proceso inflamatorio que incrementa la muerte de neuronas dopaminér‐
gicas exclusivamente, lo cual concuerda con la respuesta inflamatoria que se ha visto en la EP20.
Modelos basados en células humanas reprogramadas: células madre pluripotentes inducidas (hiPSC, del inglés human induced pluripotent stem cells) o conversión neural directa de células somáticas.
Para modelar la EP usando hiPSCs es necesario disponer de métodos que logren la diferenciación de estas células en neuronas dopaminérgicas, que son las más afectadas por la enfermedad. Se emplean para ello ciertos factores de transcripcion críticos (ej. OTX2, LMX1a, FOXa2, LMX1b, MSX1, EN1, NGN2, NURR1 and PITX3) y ciertas moléculas de señalización (ej. SHH, WNT y FGF8). A día de hoy, la mayor parte de estos métodos producen cultivos mixtos de células en los que a pesar de haber células TH‐positivas, no todas se pueden caracterizar como neuronas dopaminérgicas20.
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Más recientemente se ha descubierto la técnica de conversión neural directa, también conocida como transdiferenciación o reprogramación directa. Se ha conseguido producir neuronas dopaminérgicas indu‐
cidas humanas (hiDACs, del inglés human induced dopaminergic cells) modificando el cocktail original de reprogramación por factores de transcripción específicos del linaje de las neuronas dopaminérgicas. Estas hiDACs exhiben atributos de las neuronas dopaminérgicas, como propiedades electrofisiológicas, el perfil de expresión génica y la capacidad para incorporar dopamina así como para sintetizarla y liberarla20.
3.8. α‐sinucleína: Papel fisiológico y patológico
La sinucleína fue identificada en el año 1988 como una proteína localizada en las vesículas sinápticas y en el núcleo de neuronas colinérgicas en la raya eléctrica del Pacífico (Torpedo Californica). Su nombre es debido a su localización sináptica y nuclear27. En 1997, se descubrió que la α‐sin era el principal compo‐
nente de los CL y de las NL, dando idea del papel central de la α‐sin en un grupo de enfermedades neuro‐
degenerativas, conocidas como α‐sinucleopatías, que incluye, entre otras, la EP, la demencia por CL, la atrofia multisistémica y el fallo autonómico puro28.
La α‐sin es una proteína codificada por el gen SNCA, el cual se localiza en el brazo largo del cromosoma 4.
Es una proteína pequeña (140 aminoácidos) que se expresa abundantemente en las neuronas y su se‐
cuencia aminoacídica se puede dividir en tres dominios: 1) el dominio amino terminal (N‐terminal) (1‐60), el cual contiene una secuencia consenso repetida múltiples veces (KTKEGV) y tiene propensión a adoptar una estructura α‐helicoidal; 2) el dominio central (61‐95), conocido como el componente no‐amiloideo beta (NAC, del inglés non‐amiloidogenic nucleus), es altamente hidrofóbico y está implicado en la agrega‐
ción de la α‐sin cuando ésta adquiere la conformación de hojas β; y 3) el dominio C‐terminal (96‐140), el cual está enriquecido con residuos de prolina cargados negativamente, proporcionando flexibilidad al po‐
lipéptido (Figura 5)28.
La α‐sin se expresa principalmente en el cerebro, aunque también, de forma más reducida, en otros teji‐
dos y células como músculo, riñón, hígado, pulmón, intestino, testículos, vasos sanguíneos, fluido cere‐
broespinal, plasma sanguíneo, plaquetas, linfocitos y eritrocitos29. La α‐sin se localiza mayormente en las terminales presinápticas de las neuronas, aunque también está presente en otros compartimentos celu‐
lares como el núcleo, el citoplasma, el órgano de Golgi, el retículo endoplasmático y los axones. La familia de la proteína sinucleína comprende a cuatro miembros: α‐sin, β‐sin, γ‐sin y sinoretina27.
21
La α‐sin citosólica soluble está intrínsecamente desestructurada y se comporta como una proteína nativa desplegada. Recientemente, se ha descubierto una forma soluble tetramérica estable en eritrocitos hu‐
manos. Además, se ha observado que la α‐sin tiende a oligomerizar y formar multímeros al unirse a mem‐
branas29.
A diferencia de las conformaciones fisiológicas descritas anteriormente, la α‐sin puede adoptar una con‐
formación amiloidea de hojas β en condiciones patológicas. La conformación de hojas β se asocia con la agregación de la α‐sin, la formación de fibrillas y su deposición en CL. Esta conformación se ha demostrado que es neurotóxica29.
El proceso de agregación de la α‐sin es similar al de otras proteína amiloidogénicas ya que sigue un pro‐
ceso dependiente de una nucleación. La fase de retardo es la parte del proceso donde tienen lugar los mayores cambios estructurales y representa la fase limitante. Los oligómeros se convierten en protofibri‐
llas y éstas se asocian para dar lugar a las fibrillas amiloideas maduras. Las fibrillas amiloideas crecen rápidamente durante la fase de elongación por la adición de monómeros a sus extremos. La reducción de los monómeros hace que se llegue a la fase estacionaria, donde la mayor parte de los polipéptidos están formando fibrillas. En todas las fases hay un equilibrio dinámico donde las diferentes conformaciones y fases de agregación coexisten simultáneamente (Figura 6)27,28.
A pesar de la gran cantidad de estudios sobre la α‐sin, sus funciones fisiológicas no están del todo claras a día de hoy. Estudios en ratones knockout para α‐sin (SNCA‐/‐) sugieren que está implicada en la regula‐
ción de la dinámica de las vesículas sinápticas en las terminales nerviosas y, por tanto, en la transmisión sináptica. Se ha demostrado que en ratones knockout para α‐sin hay una alteración de la liberación de dopamina en respuesta a estímulos eléctricos, lo cual sugiere que esta proteína podría tener un papel en la neurotransmisión de la dopamina27. Otra evidencia que apoya el papel fundamental de la α‐sin en la neurotransmisión dopaminérgica es su capacidad de unirse y de regular la función de la enzima TH, nece‐
saria para la síntesis de dopamina29. Por otro lado, también se ha observado que la α‐sin puede unirse a las histonas e inhibir su acetilación en el núcleo lo que sugiere que esta proteína podría tener un papel en la regulación de la expresión de ciertos genes27.
