/ jueves 9 de junio de 2022

UG TU CONECTE CON LA CIENCIA

ESTUDIO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS EN EL LABORATORIO DE NEUROCIENCIAS DE LA UG

Dr. Víctor Hugo Hernández González

Departamento de Ingenierías Química, Electrónica y Biomédica,
División de Ciencias e Ingenierías,
Universidad de Guanajuato, Campus León.


A inicios del 2022 se abrió el Laboratorio de Neurociencias de la UG en la División de Ciencias e Ingenierías. En nuestro laboratorio, estamos interesados en el estudio de algunas enfermedades neurodegenerativas y en el desarrollo de tecnologías novedosas que permitan estudiarlas a detalle, así como de estrategias que lleven a encontrar opciones terapéuticas que proporcionen a las personas que las padecen una mejor calidad de vida y en el mejor de los casos, cura para estos procesos patológicos.

En la primera década de este siglo, se reportaron los primeros casos de una enfermedad que causaba malformaciones cerebrales y pérdida de la mielina y que solía presentarse a edades muy tempranas al manifestarse con retraso en los hitos del desarrollo de los niños que la padecen. El análisis genético de estos pacientes demostró que se trataba de mutaciones en una proteína denominada tubulina.

La tubulina es la base proteica sobre la cual se construyen los microtúbulos, uno de los componentes del esqueleto celular. Estas estructuras tubulares son muy activas y permiten funciones vitales para la célula. Por ejemplo, durante la división celular, los microtúbulos se organizan en forma de huso sobre el cual los cromosomas se organizan y se desplazan hacia los polos de las células de modo que se distribuyen de manera equitativa en cada una de las células resultantes del proceso. Los microtúbulos también son muy importantes para los procesos de movimiento celular y de crecimiento y extensión de sus prolongaciones y forman las vías por las cuales se transportan muchas moléculas a lo largo de las células, de manera análoga a como lo harían las vías de un tren.

Como puede apreciarse, para que todas estas funciones se lleven de manera adecuada, los microtúbulos deben ensamblarse y desensamblarse, es decir, polimerizarse y despolimerizarse de manera activa y eficiente. Específicamente, las mutaciones de tubulina en un subtipo denominado beta, producen la variedad de tubulinopatía denominada H-ABC, hipomielinización con atrofia de los ganglios basales y el cerebelo, por sus siglas en inglés. Nuestro grupo, describió el primer paciente en México con este tipo de enfermedades. Además, caracterizamos el único modelo animal que existe en el mundo para el estudio de estas enfermedades.

Nuestros resultados han permitido entender algunos de los fenómenos que se presentan en esta enfermedad. Por ejemplo, logramos describir de manera clara el proceso temporal de degeneración del sistema nervioso y los efectos que este proceso tiene sobe los sistemas sensoriales, demostrando que el sistema visual y el auditivo están seriamente dañados. Estamos explorando también los efectos que tiene sobre las vías nerviosas en la médula espinal, ya que hasta ahora nadie ha descrito los cambios en esta estructura.

Una de las manifestaciones de esta enfermedad es la deficiente mielinización de las fibras nerviosas. La mielina es una capa grasa que envuelve los nervios y garantiza su correcto funcionamiento. Las células responsables de formar esta capa aislante son los oligodendrocitos y se sabe que estas células son precisamente las que están afectadas por las mutaciones en la tubulina. Estamos explorando cómo los cambios en los microtúbulos de los oligodendrocitos impiden la correcta formación de la mielina y su eventual degeneración. Hemos desarrollado modelos moleculares para identificar los posibles cambios en la proteína debidos a las mutaciones y a partir de ellos tenemos la hipótesis de que los microtúbulos mutados son muy rígidos y que se despolimerizan muy lentamente, de manera que no pueden enrollarse para formar la vaina de mielina y no pueden formar y mantener una mielina estable y sana. Creemos que estos mismos defectos impiden que durante el desarrollo estas células puedan diferenciarse y trasladarse a sus destinos finales de manera adecuada.

Hoy en día se han descrito aproximadamente 200 casos en todo el mundo. Nosotros pensamos que hay muchos más, pero que, al ser una enfermedad aun desconocida por muchos neurólogos, no se han diagnosticado de manera precisa. Uno de nuestros objetivos es difundir los resultados de nuestra investigación y seguir buscando pacientes con un cuadro clínico que sugiera el diagnóstico de este tipo de enfermedades. De hecho, nuestros resultados se presentaron ante la academia mexicana de neurología y merecieron el reconocimiento de primer lugar entre los trabajos presentados.

En cuanto al desarrollo de estrategias terapéuticas, estamos trabajando en terapia por optogenética, celular y génica. Pero eso es otra historia…

Cualquier comentario sobre este artículo, favor de dirigirlo a eugreka@ugto.mx. Para consulta de más artículos www.ugto.mx/eugreka.



ESTUDIO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS EN EL LABORATORIO DE NEUROCIENCIAS DE LA UG

Dr. Víctor Hugo Hernández González

Departamento de Ingenierías Química, Electrónica y Biomédica,
División de Ciencias e Ingenierías,
Universidad de Guanajuato, Campus León.


A inicios del 2022 se abrió el Laboratorio de Neurociencias de la UG en la División de Ciencias e Ingenierías. En nuestro laboratorio, estamos interesados en el estudio de algunas enfermedades neurodegenerativas y en el desarrollo de tecnologías novedosas que permitan estudiarlas a detalle, así como de estrategias que lleven a encontrar opciones terapéuticas que proporcionen a las personas que las padecen una mejor calidad de vida y en el mejor de los casos, cura para estos procesos patológicos.

En la primera década de este siglo, se reportaron los primeros casos de una enfermedad que causaba malformaciones cerebrales y pérdida de la mielina y que solía presentarse a edades muy tempranas al manifestarse con retraso en los hitos del desarrollo de los niños que la padecen. El análisis genético de estos pacientes demostró que se trataba de mutaciones en una proteína denominada tubulina.

La tubulina es la base proteica sobre la cual se construyen los microtúbulos, uno de los componentes del esqueleto celular. Estas estructuras tubulares son muy activas y permiten funciones vitales para la célula. Por ejemplo, durante la división celular, los microtúbulos se organizan en forma de huso sobre el cual los cromosomas se organizan y se desplazan hacia los polos de las células de modo que se distribuyen de manera equitativa en cada una de las células resultantes del proceso. Los microtúbulos también son muy importantes para los procesos de movimiento celular y de crecimiento y extensión de sus prolongaciones y forman las vías por las cuales se transportan muchas moléculas a lo largo de las células, de manera análoga a como lo harían las vías de un tren.

Como puede apreciarse, para que todas estas funciones se lleven de manera adecuada, los microtúbulos deben ensamblarse y desensamblarse, es decir, polimerizarse y despolimerizarse de manera activa y eficiente. Específicamente, las mutaciones de tubulina en un subtipo denominado beta, producen la variedad de tubulinopatía denominada H-ABC, hipomielinización con atrofia de los ganglios basales y el cerebelo, por sus siglas en inglés. Nuestro grupo, describió el primer paciente en México con este tipo de enfermedades. Además, caracterizamos el único modelo animal que existe en el mundo para el estudio de estas enfermedades.

Nuestros resultados han permitido entender algunos de los fenómenos que se presentan en esta enfermedad. Por ejemplo, logramos describir de manera clara el proceso temporal de degeneración del sistema nervioso y los efectos que este proceso tiene sobe los sistemas sensoriales, demostrando que el sistema visual y el auditivo están seriamente dañados. Estamos explorando también los efectos que tiene sobre las vías nerviosas en la médula espinal, ya que hasta ahora nadie ha descrito los cambios en esta estructura.

Una de las manifestaciones de esta enfermedad es la deficiente mielinización de las fibras nerviosas. La mielina es una capa grasa que envuelve los nervios y garantiza su correcto funcionamiento. Las células responsables de formar esta capa aislante son los oligodendrocitos y se sabe que estas células son precisamente las que están afectadas por las mutaciones en la tubulina. Estamos explorando cómo los cambios en los microtúbulos de los oligodendrocitos impiden la correcta formación de la mielina y su eventual degeneración. Hemos desarrollado modelos moleculares para identificar los posibles cambios en la proteína debidos a las mutaciones y a partir de ellos tenemos la hipótesis de que los microtúbulos mutados son muy rígidos y que se despolimerizan muy lentamente, de manera que no pueden enrollarse para formar la vaina de mielina y no pueden formar y mantener una mielina estable y sana. Creemos que estos mismos defectos impiden que durante el desarrollo estas células puedan diferenciarse y trasladarse a sus destinos finales de manera adecuada.

Hoy en día se han descrito aproximadamente 200 casos en todo el mundo. Nosotros pensamos que hay muchos más, pero que, al ser una enfermedad aun desconocida por muchos neurólogos, no se han diagnosticado de manera precisa. Uno de nuestros objetivos es difundir los resultados de nuestra investigación y seguir buscando pacientes con un cuadro clínico que sugiera el diagnóstico de este tipo de enfermedades. De hecho, nuestros resultados se presentaron ante la academia mexicana de neurología y merecieron el reconocimiento de primer lugar entre los trabajos presentados.

En cuanto al desarrollo de estrategias terapéuticas, estamos trabajando en terapia por optogenética, celular y génica. Pero eso es otra historia…

Cualquier comentario sobre este artículo, favor de dirigirlo a eugreka@ugto.mx. Para consulta de más artículos www.ugto.mx/eugreka.