Retrasan la aparición de la ELA en laboratorio
La Quimiogenética rescata la salud de la red molecular (color rosa) que rodea a las neuronas (color verde) en modelos de laboratorio. Los científicos canadienses utilizaron la técnica para retrasar la aparición de síntomas de ELA. Foto: Toronto University

Un equipo de investigadores canadienses de la Universidad de Toronto ha retrasado la aparición de Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) en modelos de laboratorio. Esta enfermedad del Sistema Nervioso Central, para la que no existe aún curación, es la que padeció durante más de 50 años Sthepen Hawking, heredero intelectual de Albert Einstein.

La ELA, también conocida en Norteamérica como la enfermedad de Lou Gehrig, en memoria de la estrella de béisbol del mismo nombre que murió por esta causa en 1941, afecta a las neuronas en el cerebro, el tronco cerebral y la médula espinal que controlan el movimiento de los músculos voluntarios. Uno de cada 10 casos se debe a un defecto genético. La causa se desconoce en la mayoría del resto de los casos.

Como explica MedlinePlus, en la ELA las células nerviosas (neuronas) motoras se desgastan o mueren y ya no pueden enviar mensajes a los músculos. Con el tiempo, esto lleva a debilitamiento muscular, espasmos e incapacidad para mover los brazos, las piernas y el cuerpo. La afección empeora lentamente. Cuando los músculos en la zona torácica dejan de trabajar, se vuelve difícil o imposible respirar. La ELA afecta aproximadamente a 5 de cada 100.000 personas en todo el mundo.

El avance logrado por estos científicos canadienses, dirigidos por la profesora Melanie Woodin, neurocientífica y experta en biología celular de la Universidad de Toronto, se detalla en Brain. Esta investigadora, a pesar del importante paso que ha dado su equipo, es cautelosamente optimista al valorar los resultados que, en un futuro cada vez más cercano, combinado con otros avances clínicos se puede traducir en un posible tratamiento en humanos.

Roedores con la misma mutación génica

La profesora Woodin subraya que “nuestro experimento retrasó profundamente la enfermedad al prevenir la degeneración de las neuronas en la corteza cerebral. Retrasó los síntomas típicos de la ELA, como el deterioro de las habilidades motoras y la pérdida de peso. También aumentó la tasa de supervivencia”.

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Stephen Hawking, considerado como el heredero intelectual de Albert Einstein, convivió con la ELA más de 50 años. Foto: NASA StarChild

El resultado se logró en roedores que tenían la misma mutación genética (SOD1) encontrada en algunas personas con ELA. Los investigadores apuntaron a las neuronas en la corteza motora, la región del cerebro que controla los músculos, con una proteína diseñada para corregir la hiperexcitabilidad, un desequilibrio en las neuronas.

Es sabido que las neuronas se comunican entre sí a través de la transmisión sináptica, que implica tanto la liberación de neurotransmisores químicos como la actividad eléctrica.

“Esta comunicación –detalla la profesora Woodin- puede ser excitadora o inhibitoria. La excitación es como el pedal del acelerador en un automóvil y la inhibición es el del freno. Demasiado gas y acelerará fuera de la carretera; frena demasiado y no va a ninguna parte. Entonces, para conducir correctamente, necesita un equilibrio entre los dos”.

En un cerebro sano, un equilibrio entre la excitación y la inhibición garantiza una función cerebral adecuada, lo que permite resolver problemas matemáticos, recuperar recuerdos y sentir emociones. Pero demasiada excitación en las neuronas del cerebro puede conducir a trastornos neurológicos como convulsiones, epilepsia, dolor neuropático, trastornos del espectro autista, esquizofrenia y ELA.

Abierto el camino a un posible tratamiento de ELA en humanos

Si bien los portadores de la mutación del gen SOD1 humano muestran una hiperexcitabilidad cortical pronunciada en la década anterior al inicio de la ELA, no estaba claro si era una causa de degeneración neuronal.

Esta neurocientífica reconoce que “sabíamos que había un desequilibrio muy profundo entre la excitación y la inhibición en la región del cerebro que controla el movimiento. Pero eso no nos dijo si esta hiperexcitabilidad causó la aparición de los síntomas. Ahora lo sabemos”.

Como señalan en su estudio, en los ratones con ELA con la mutación SOD1, la hiperexcitabilidad en la corteza motora es causa del inicio de la enfermedad.

El optimismo entre estos científicos porque el resultado eventualmente podría conducir a un tratamiento en humanos se ve reforzado por el hecho de que comprende avances que aún no se han utilizado conjuntamente.

El equipo de Melanie Woodin combina avances en tecnología viral con la quimiogenética, una técnica revolucionaria en neurociencia.

En el experimento que llevaron a cabo en laboratorio, las proteínas que tenían su estructura alterada se introdujeron en ratones a través de un virus y se enviaron a las neuronas en la corteza motora primaria.

Una vez allí, se activaron con un fármaco que todavía no está aprobado para su uso en personas. Sin embargo, otros científicos demostraron que la clozapina, que está aprobado para su uso en humanos para el tratamiento de ciertos trastornos psiquiátricos, también podría activar la proteína.

“El descubrimiento de clozapina fue un cambio de juego para nuestro trabajo. Reveló un camino claro para la traducción clínica que simplemente no estaba allí cuando desarrollamos nuestra hipótesis”, recuerda Woodin.

Disminución de la hiperexcitabilidad cortical en pacientes con ELA

Aunque la Quimiogenética se empleó en este trabajo, actualmente no se usa en pacientes humanos en parte debido al desafío de administrar esta herramienta biotecnológica a las neuronas correctas.

Cabe recordar que, con el proyecto Genoma Humano, surgieron una serie de herramientas biotecnológicas, como la Quimiogenética que se refiere al estudio de las características genéticas de un paciente para optimizar la farmacoterapia y, paralelamente, predecir la eficacia, efectos secundarios y dosificación de determinados fármacos.

Sin embargo, los doctores Lorne Zinman y Agessandro Abrahao, miembros de este equipo de la Universidad de Toronto, están probando un procedimiento no invasivo para administrar agentes terapéuticos a la corteza motora de los pacientes con ELA. El cerebro está protegido por una barrera natural que evita la entrada de patógenos como bacterias y virus, pero que también impide la entrada de agentes terapéuticos como las drogas y las proteínas.

Con la nueva técnica, la barrera hematoencefálica se puede abrir de forma temporal y segura para administrar una proteína a regiones específicas del cerebro.

El doctor Zinman dirige la clínica ALS en el Sunnybrook Health Sciences Center y es profesor asociado en la Universidad de Toronto. Por su parte, el doctor Abrahao es profesor en esta Universidad canadiense y científico asociado en Sunnybrook.

“Este avance en la disminución de la hiperexcitabilidad cortical tiene el potencial de tener un gran impacto en el tratamiento de la ELA en humanos”, opina Zinman. Aunque es necesario llevar a cabo más estudios, el importante paso que han protagonizado estos científicos es el inicio de un camino para detener la progresión de la enfermedad en personas.

Hawking, más de 50 años con ELA

Por último, unas líneas para recordar a Stephen Hawking, considerado como el heredero intelectual de Albert Einstein. Pese a todos los pronósticos, este investigador convivió con la ELA más de 50 años.

La enfermedad se manifestó cuando apenas cumplió 20 años, cuando al caer en una pista de patinaje sobre hielo notó que había perdido fuerza muscular. Murió en 2018, a la edad de 76 años. Sus restos reposan, junto a los de Newton y Darwin, en la Abadía de Westminster en Londres.

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