La falta de proteína priónica celular puede provocar síntomas de epilepsia y déficits de aprendizaje
La proteína priónica celular (PrPC), una molécula situada en la superficie de las células neuronales, se encuentra desequilibrada en personas que padecen enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer o el párkinson. Sin embargo, el conocimiento sobre la participación de PrPC en estas patologías contrasta con los abundantes datos documentados sobre su rol natural y promotor de la salud neuronal.
La proteína priónica celular (PrPC), una molécula situada en la superficie de las células neuronales, se encuentra desequilibrada en personas que padecen enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer o el párkinson. Sin embargo, el conocimiento sobre la participación de PrPC en estas patologías contrasta con los abundantes datos documentados sobre su rol natural y promotor de la salud neuronal.
Ahora, un estudio publicado en la revista BMC Biology revela que la ausencia de PrPC perjudica funciones cognitivas como el aprendizaje asociativo y la memoria y produce un comportamiento similar a la ansiedad en modelos murinos. Según el trabajo, la deficiencia de PrPC también comporta mayor susceptibilidad a las convulsiones epilépticas en estos ratones.
El trabajo ha sido llevado a cabo por un equipo que ha liderado el catedrático José Antonio del Río, de la Facultad de Biología y el Instituto de Neurociencias (UBNeuro) de la UB, el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) —con sede en el Parque Científico de Barcelona— y el Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED). También participan en la investigación equipos de la Facultad de Física, la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, el Instituto de Sistemas Complejos (UBICS) de la UB, el IDIBELL, la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla y el Hospital Universitario de Zúrich (Suiza).
La proteína PrPC: función neuroprotectora y reguladora
El trabajo realizado aporta nuevos conocimientos sobre la función real de la proteína PrPC en la fisiología neuronal. En algunos estudios, esta molécula se ha descrito como protectora para el cerebro, mientras que en otros su expresión se ha asociado a una mayor susceptibilidad a la neurotoxicidad. Estas inconsistencias se explican principalmente por la ausencia de modelos de ratones adecuados y bien caracterizados para desarrollar las investigaciones. En este contexto, el equipo liderado por el catedrático José Antonio del Río ha trabajado intensamente en los últimos cinco años con un nuevo modelo de ratón transgénico sin PrPC generado mediante la tecnología de nucleasa de efector activador de transcripción (TALEN).
«Los equipos investigadores han trabajado durante décadas con ratones modificados con PrPC sin conocer, sin embargo, el impacto de esa modificación en su salud debido a algunos inconvenientes técnicos que presentaban los modelos desarrollados anteriormente», explica José Antonio del Río. Y precisa: «Mediante unos ratones eliminadores de PrPC generados con TALEN, ahora hemos descubierto que los animales que no expresan la proteína presentan síntomas parecidos a la epilepsia y una deficiencia en el aprendizaje y la memoria que refuerzan la idea de que la proteína tiene un papel en estos procesos. Este descubrimiento puede ayudar a comprender los efectos de la disminución de PrPC observada en algunas enfermedades neurodegenerativas en humanos».
En el marco del estudio, el equipo realizó un conjunto completo de pruebas de condicionamiento conductual y operante para evaluar la memoria y las capacidades de aprendizaje de los ratones, además de secuenciar el ARN, analizar la red de neuronas in vitro y obtener datos electrofisiológicos in vivo. Los resultados revelaron una clara disminución de la motilidad, deficiencias en el aprendizaje del condicionamiento operante y un comportamiento relacionado con la ansiedad en los animales sin PrPC.
Las conclusiones indican que la proteína PrPC favorece la formación de redes neuronales y la conectividad, interviene en la función sináptica y protege también de la excitotoxicidad. La supresión de PrPC puede ser la base de un cerebro susceptible a la epilepsia, que no es capaz de realizar tareas cognitivas muy exigentes, como el aprendizaje asociativo, y que presenta comportamientos similares a la ansiedad.
Este estudio ha tenido el apoyo de La Caixa Research, el proyecto PRPSEM del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, el CIBERNED, el programa CERCA y la Comisión de Universidades e Investigación del anterior Departamento de Innovación, Universidades y Empresa de la Generalitat de Cataluña.
Artículo de referencia:
Matamoros-Angles, A.; Hervera, A.; Soriano, J.; Martí, E.; Carulla, P.; Llorens, F.; Nuvolone, M.; Aguzzi, A.; Ferrer, I.; Gruart, A.; Delgado-García, J. M.; Del Río, J. A. «Analysis of co-isogenic prion protein deficient mice reveals behavioral deficits, learning impairment, and enhanced hippocampal excitability». BMC Biology, enero de 2022. DOI: 10.1186/s12915-021-01203-0