Las heridas traumáticas, comunes en los atletas y soldados, multiplican el peligro de desarrollar demencia y aumentan las probabilidades de padecer enfermedades neurodegenerativas como la ELA. Además, los médicos a menudo tienen escaso éxito en su tratamiento.
Un reciente estudio divulgado este jueves en la revista Cell Stem Cell y liderado por la Universidad del Sur de California (USC) ha revelado que una proteína (la TDP-43) fomenta la lesión nerviosa inmediatamente después del trauma, un descubrimiento que podría servir como indicador biológico para identificar lesiones cerebrales traumáticas y ayudar a controlar los daños en el futuro.
Las lesiones o traumas cerebrales provocan daños en las células nerviosas. En etapas más agudas, los pacientes pueden tener dificultades para concentrarse y una sensibilidad extrema a la luz y al ruido.
«A largo plazo, hay una sólida correlación entre el trauma cerebral y las enfermedades neurodegenerativas, que en última instancia pueden ser mortales», explica Justin Ichida, profesor asociado de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa de la Fundación John Douglas French para el Alzheimer de la USC y principal autor del estudio.
Para realizar la investigación, el equipo cultivó organoides, pequeños conglomerados de células neuronales humanas del tamaño de una cabeza de alfiler que imitan un cerebro y permiten su estudio.
Para simular lo que ocurre en el momento del impacto, golpearon los organoides con ondas ultrasónicas de alta intensidad, reproduciendo así lesiones cerebrales traumáticas graves.
Observaron que los organoides lesionados presentaban algunas características observadas en pacientes con lesiones cerebrales traumáticas, como la muerte de células nerviosas y cambios patológicos en dos proteínas, la tau y la TDP-43.
Los investigadores notaron que la TDP-43, que modifica el guión genético que transporta las instrucciones del ADN para producir proteínas, se extravía en los organoides lesionados y ocasiona la muerte de los nervios.
Es decir, en las células sanas, esta proteína suele residir en el núcleo (donde se encuentra el material genético) pero, tras una lesión, la proteína sale del núcleo y deja de cumplir su función.
El estudio también demostró que las neuronas de la corteza cerebral son especialmente vulnerables a los traumas y que la genética puede influir en el desarrollo del trastorno.
De hecho, los organoides derivados de pacientes con predisposición genética a padecer enfermedades neurodegenerativas respondieron a la lesión con mayor intensidad con una TDP-43 más débil que los sanos, un descubrimiento que podría ayudar a explicar por qué algunos individuos tienen mayor riesgo de desarrollar estas enfermedades tras un trauma.
«Examinamos todos los genes del genoma humano para ver si podíamos evitar esa lesión suprimiendo algún gen individual», explica Ichida, y así encontramos el gen KCNJ2, que codifica la proteína del canal mecanosensorial de la superficie celular.
«Si eliminábamos el gen, se solucionaban todos los problemas asociados a la lesión y se mantenían vivas las células nerviosas», detalla Ichida.
La inhibición de este gen tuvo un efecto protector en organoides derivados de pacientes con y sin ELA. El equipo observó efectos similares en modelos de ratón con lesiones cerebrales traumáticas.
El uso de bloqueantes de la proteína KCNJ2 antes de la lesión no solo redujo la muerte nerviosa, sino también la acumulación de TDP-43 en las células, unos resultados que sugieren que atenuar la actividad de KCNJ2 podría proteger al cerebro de los traumas, enfatiza el estudio.
El equipo cree que estos descubrimientos ayudarán a mejorar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las lesiones cerebrales, ya que podrían ayudar a informar a las personas sobre sus riesgos genéticos y orientar las medidas de seguridad.
Además, la TDP-43 también podría servir como indicador biológico para detectar lesiones cerebrales traumáticas y controlar los daños en el futuro.
Fuente: rde