Investigadores de Alemania, el Reino Unido y Japón han desarrollado una proteína de acción neurológica que ha demostrado en estudios de laboratorio en ratones, que mejora los síntomas de ciertas lesiones y enfermedades neurológicas, mientras que a nivel microscópico pudo establecer y reparar conexiones entre neuronas.

Este estudio de prueba de principio, que publica la revista ‘Science’, sugiere que los biológicos, que actúan sobre la conectividad neuronal, podrían ser de uso clínico a largo plazo.

La red neuronal del cerebro humano sufre cambios a lo largo de la vida para poder asimilar información y almacenarla de manera adecuada. Esto se aplica en particular a la generación y recuperación de recuerdos.

Las llamadas sinapsis juegan un papel central en la capacidad de adaptación del cerebro. Son uniones a través de las cuales las señales nerviosas pasan de una célula a la siguiente. Varias moléculas específicas, conocidas como «proteínas organizadoras sinápticas», se aseguran de que las sinapsis se formen y reconfiguren cuando sea necesario.

Un equipo internacional de investigadores ha combinado ahora varios elementos estructurales de estas moléculas naturales en una proteína artificial llamada CPTX y ha probado su efecto en diferentes modelos de enfermedades.

Con este fin, el compuesto se administró a ratones con déficits neurológicos que ocurren de manera similar en humanos. Específicamente, las pruebas se centraron en la enfermedad de Alzheimer, la lesión de la médula espinal y la ataxia cerebelosa, una enfermedad que se caracteriza principalmente por una falla en la coordinación muscular. Todas estas condiciones están asociadas con el daño de las sinapsis o su pérdida.

El estudio fue un esfuerzo de colaboración de expertos del del Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE); el Laboratorio de Biología Molecular MRC, en el Reino Unido; la Facultad de Medicina de la Universidad de Keio en Tokio y la Universidad Médica de Aichi, ambas en Japón.

«En nuestro laboratorio estudiamos el efecto de CPTX en ratones que presentaban ciertos síntomas de la enfermedad de Alzheimer –explica el profesor Alexander Dityatev, investigador principal de la DZNE, que ha estado investigando las proteínas sinápticas durante muchos años–. Descubrimos que la aplicación de CPTX mejoró el rendimiento de la memoria de los ratones».

Los investigadores también observaron la normalización de varios parámetros neuronales importantes que están comprometidos en la enfermedad de Alzheimer, así como en el modelo animal estudiado. CPTX aumentó la capacidad de las sinapsis para cambiar, lo que se considera un proceso celular asociado con la formación de la memoria.

Además, se demostró que eleva lo que se denomina «transmisión excitadora». Es decir que la proteína actuó específicamente sobre las sinapsis que promovieron la actividad de la célula en contacto. Y finalmente, CPTX aumentó la densidad de las llamadas espinas dendríticas. Se trata de pequeñas protuberancias en la membrana celular que son esenciales para establecer conexiones sinápticas excitadoras.

Investigaciones adicionales realizadas por los socios del estudio en el Reino Unido y Japón revelaron que la aplicación de CPTX a ratones con disfunción motora, causada por una lesión de la médula espinal o condiciones patológicas similares a la ataxia cerebelosa, mejoró la movilidad del roedor. Y a nivel celular, se demostró que la droga repara y promueve las conexiones sinápticas excitadoras.

CPTX combina dominios funcionales presentes en proteínas organizadoras sinápticas naturales de una manera única. El compuesto fue diseñado para actuar como un constructor de puentes universal para las conexiones excitadoras entre las células nerviosas. Cuando dos neuronas se encuentran, ya sea en contacto adhesivo o en conexión sináptica, CPTX se une a moléculas específicas en las superficies de ambas células involucradas y, por lo tanto, desencadena la formación de nuevas sinapsis o fortalece las ya existentes.

«En la actualidad, este fármaco es experimental y su síntesis, cuyo mérito es de nuestros socios del Reino Unido, es bastante exigente. Estamos muy lejos de la aplicación en humanos», enfatiza Dityatev, quien además de su investigación en la DZNE también está miembro de la Facultad de Medicina de la Universidad de Magdeburgo.

«Sin embargo, nuestro estudio sugiere que CPTX puede funcionar incluso mejor que algunos de sus análogos naturales para construir y fortalecer las conexiones nerviosas –prosigue–. Por lo tanto, CPTX podría ser el prototipo de una nueva clase de medicamentos con potencial clínico».

La aplicación sería en trastornos que están asociados con una conectividad neuronal deteriorada. «Gran parte del esfuerzo terapéutico actual contra la neurodegeneración se centra en detener la progresión de la enfermedad y ofrece pocas posibilidades de restaurar las capacidades cognitivas perdidas. Nuestro enfoque podría ayudar a cambiar esto y posiblemente conducir a tratamientos que realmente regeneren las funciones neurológicas. Basándonos en los principios que hemos utilizado en el diseño de CPTX, pretendemos desarrollar más compuestos. En estudios futuros, queremos refinar sus propiedades y explorar posibles aplicaciones terapéuticas», avanza.