La proteína que es clave en las lesiones cerebrales traumáticas

Las lesiones traumáticas, frecuentes en los deportistas y militares, cuadruplican el riesgo de desarrollar demencia y aumentan las posibilidades de desarrollar enfermedades neurodegenerativas como la ELA. Además, los médicos suelen tener poco éxito en su tratamiento.

Un nuevo estudio publicado este jueves en la revista Cell Stem Cell y dirigido por la Universidad del Sur de California (USC) ha descubierto que una proteína (la TDP-43) impulsa el daño nervioso justo después de la lesión, un hallazgo que podría servir como marcador biológico para detectar lesiones cerebrales traumáticas y para ayudar a controlar los daños algún día.

Las lesiones o traumatismos cerebrales causan daños en las células nerviosas. En fases más agudas, los pacientes pueden tener dificultades para concentrarse y una sensibilidad extrema a la luz y el ruido.

"A largo plazo, existe una fuerte correlación entre la lesión cerebral traumática y las enfermedades neurodegenerativas, que en última instancia pueden ser mortales", explica Justin Ichida, catedrático asociado de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa de la Fundación John Douglas French para el Alzheimer de la USC y autor principal del trabajo.

Estudio en organoides

Para hacer la investigación, el equipo cultivó organoides, pequeños grupos de células neuronales humanas del tamaño de una cabeza de alfiler que se comportan como un cerebro y permiten su estudio.

Para simular lo que sucede en el momento del impacto, golpearon los organoides con ondas ultrasónicas de alta intensidad imitando así lesiones cerebrales traumáticas graves.

Descubrieron que los organoides lesionados tenían algunas características observadas en pacientes con traumatismos craneoencefálicos, como la muerte de células nerviosas y cambios patológicos en dos proteínas, la tau y la TDP-43.

Los investigadores observaron que TDP-43, que edita el guión genético que transporta las instrucciones del ADN productor de proteínas, se extravía en los organoides lesionados y provoca la muerte de los nervios.

Es decir, en las células sanas -apuntan los autores- esta proteína suele residir en el núcleo (donde está el material genético) pero tras una lesión, la proteína sale del núcleo y deja de cumplir su función.

La genética aumenta el riesgo

El estudio también demostró que las neuronas de la corteza cerebral son especialmente vulnerables a los traumatismos y que la genética puede influir en la evolución del trastorno.

De hecho, los organoides derivados de pacientes con riesgo genético de padecer enfermedades neurodegenerativas respondieron a la lesión con mayor intensidad con el TDP-43 más débil que los sanos, un hallazgo que podrían ayudar a explicar por qué algunos individuos tienen mayor riesgo de desarrollar estas enfermedades tras un traumatismo.

"Analizamos todos los genes del genoma humano para ver si podíamos rescatar esa lesión suprimiendo algún gen individual", explica Ichida, y así hallamos el gen KCNJ2, que codifica la proteína del canal mecanosensorial de la superficie celular.

"Si suprimíamos el gen, se invertían 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 lesión cerebral traumática.

El uso de bloqueantes de la proteína KCNJ2 antes de la lesión no sólo redujo la muerte nerviosa, sino también la acumulación de TDP-43 en las células, unos resultados que sugieren que amortiguar la actividad de KCNJ2 podría proteger al cerebro de los traumatismos, subraya el estudio.

El equipo cree que estos hallazgos ayudarán a mejorar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las lesiones cerebrales, dado que podrían ayudar a informar a las personas de sus riesgos genéticos y orientar las medidas de seguridad.

Además, el TDP-43 también podría servir como marcador biológico para detectar lesiones cerebrales traumáticas y controlar los daños algún día.