Explican el mecanismo que provoca una rara enfermedad neurodegenerativa

Científicos del Centro de Investigación del Cáncer, perteneciente a la Universidad de Salamanca y al CSIC, en colaboración con dos grupos israelís de Jerusalén, han averiguado el mecanismo que provoca una rara enfermedad neurodegenerativa infantil que se identificó por primera vez en Israel y que provoca la muerte de niños de corta edad.

Una mutación en el gen que codifica la proteína VRK1 está en el origen de este complejo síndrome, según acaban de publicar en The Journal of Neuroscience. Hasta ahora los investigadores han estudiado esta molécula por su importancia en el cáncer, pero gracias a este trabajo se ha averiguado que también tiene un papel destacado en la movilidad de las neuronas, así que es probable que esté relacionada con otras enfermedades del sistema nervioso.

La investigación comenzó en Israel a raíz del caso de dos hermanos mellizos, niño y niña, que sufrían un complejo síndrome neurodegenerativo no descrito antes que incluía atrofia muscular, problemas de coordinación motora, dificultades de aprendizaje y microcefalia (cabeza muy pequeña), caracterizada por el reducido tamaño del cerebelo. Esta “hipoplasia pontocerebelosa con atrofia muscular espinal (PCH1-SMA)”, como fue denominada la enfermedad, provocó el fallecimiento de los niños en poco tiempo. Al secuenciar el genoma de sus padres, los investigadores comprobaron que ambos eran portadores de una mutación en el gen que codifica por la proteína quinasa VRK1.

En Salamanca, el laboratorio de Pedro Lazo llevaba años trabajando con la VRK1 en el contexto del cáncer debido a su capacidad para responder al daño en el ADN, así que contactó con los investigadores israelíes. “Otros síndromes que proceden de mutaciones de genes de reparación del ADN también provocan microcefalia, pero no se conoce qué mecanismo lo causa, así que nos propusimos averiguarlo”, explica el científico del CIC, que también es miembro del Instituto de Investigación Biomédica de Salamanca (IBSAL).

Para ello diseñaron un modelo de ratón sin el gen que da lugar a esta quinasa en neuronas y comprobaron que los animales tenían un cerebelo de escasas dimensiones, al igual que se había comprobado en las resonancias magnéticas de los niños. Además, al reintroducir la proteína humana VRK1 se recuperaba el tamaño normal, por lo tanto, era necesaria para que se forme el cerebelo.

Dos factores se esconden detrás de este efecto. Por una parte, la proteína en cuestión es clave para la proliferación de las células madre neuronales, las que dan lugar a la corteza del cerebelo, algo que encaja perfectamente con la importancia de VRK1 para la proliferación celular, ya descrita por el equipo de Lazo.

La movilidad de las neuronas

Mucho más sorprendente ha sido el hallazgo del segundo factor: esta proteína también interviene en la migración o movilidad de las neuronas, de manera que tiene un papel fundamental para que lleguen al lugar correcto del cerebelo.

A esto hay que añadir otro dato interesante. Para que la quinasa cumpla esta segunda función se tiene que asociar con APP (de las siglas en inglés de “proteína precursora amiloidea”), conocida por ser la molécula precursora del β-amiloide, componente de las placas que se acumulan en tejido cerebral de los pacientes de alzhéimer. Esto no quiere decir que tenga una relación directa con esta enfermedad, advierte Lazo, pero abre una interesante línea de investigación en la que ya están trabajando los científicos de Israel.

De hecho, una vez descubierta la importancia de VRK1 para la movilidad de las neuronas, parece muy probable que tenga influencia en las enfermedades neurodegenerativas más comunes. “No tengo la menor duda”, señala, “pero es difícil que podamos verlo porque el mecanismo que hemos descrito a través de la proteína APP ocurre durante el desarrollo embrionario y las enfermedades neurodegenerativas aparecen con la edad”.

En cuanto a la enfermedad descrita en los mellizos de Israel, “es probable que haya muchos más casos de este tipo en los que no se haya identificado la mutación”. De hecho, desde que fue publicada por los investigadores israelíes, han aparecido otros casos en el mundo, por ejemplo, en EE UU, aunque es muy improbable que se manifieste en poblaciones que no sean endogámicas, ya que los dos padres deben ser portadores de la mutación y aun así la pareja israelí secuenciada tuvo un total de 15 hijos, de los cuales murieron a corta edad los dos mellizos estudiados y, anteriormente, otro hermano que tiempo antes había presentado los mismos síntomas.

Detectar la mutación

En cualquier caso, a instancias de Pedro Lazo, el Hospital Infantil La Paz de Madrid comenzará a buscar esta mutación cuando secuencie el genoma de niños con enfermedades raras que puedan presentar características similares.

Aunque no es posible revertir el síndrome, se abren algunas vías para evitarlo. Por ejemplo, “en el caso de que los dos padres sean portadores de la mutación, podrían realizar una fecundación in vitro y seleccionar un embrión libre de la enfermedad”.

A partir de este trabajo y manteniendo la colaboración entre los dos países, los investigadores israelíes han comenzado a estudiar en mayor profundidad la movilidad de las neuronas relacionada con VRK1. Por su parte, el CIC se va a centrar en la atrofia muscular y en la coordinación motora, ya que también parece regular otra proteína llamada ataxina, cuyas mutaciones causan ataxia, un problema de coordinación motora.