Un grupo de investigadores del Instituto Universitario de Biomarcadores Moleculares (IPBM) de la Universidad de Extremadura, han descubierto un nuevo biomarcador para el alzheimer en su categoría esporádica. Esta técnica es la CRISPR, la cual ayudó a comprobar que la proteína STIM 1 tiene una implicación directa en el deterioro neuronal.
El objetivo es desarrollar un modelo para estudiar esta patología de origen esporádico, es decir, que no se debe a una mutación genética hereditaria. Mientras que el tipo de alzheimer familiar o hereditario es responsable de alrededor del 5% de casos, se cree que en un 95% tiene un origen desconocido.
“En el alzheimer de origen familiar ya existen modelos animales, puesto que conocemos qué genes están ligados a esta enfermedad. Sin embargo, en la de origen desconocido no hay hasta la fecha modelos que nos permitan estudiar el desarrollo de la patología”, ha explicado Francisco Javier Martín-Romero, uno de los autores del estudio.
Los investigadores extremeños han analizado en cultivo muestras de tejido de cerebro dañado de una región del hipocampo llamada frontal medio, que es donde se observan inicialmente las alteraciones provocadas por el alzheimer. Estas muestras clínicas las han analizado y comparado con tejido sano de pacientes con la misma edad.
Como resultado de este estudio comparativo, los científicos han hallado una deficiencia de la proteína STIM1 en tejidos cerebrales de pacientes con la enfermedad. “Llevamos trabajando 10 años con esta proteína, pero no esperábamos estos resultados en el alzheimer esporádico”, ha matizado Martín-Romero.
El siguiente paso ha sido observar la implicación de esta proteína STIM1 en la neurodegeneración de la célula neuronal, y lo han realizado mediante el sistema de edición genética CRISPR, conocido como el corta y pega genética.
Los investigadores han aplicado una estrategia para eliminar la expresión del gen STIM1 en la línea celular de neuroblastoma SH-SY5Y por la edición del genoma a través de CRISPR-Cas9, mediante un modelo in vitro para examinar el fenotipo de las células neuronales deficientes en STIM1.
“En este caso, CRISPR silencia el gen que permite la expresión de la proteína STIM1 en la neurona. Así, hemos podido simular lo que ocurre en la neurona sin esa proteína y hemos observado alteraciones muy similares a lo que sucede en los tejidos con alzheimer”, ha subrayado el investigador.
Una de las alteraciones observadas, debido a la deficiencia de STIM1, se produce en el transporte de iones de calcio a través de la membrana plasmática de las neuronas. “Este calcio es necesario para que la célula desarrolle todas sus funciones, y una alteración en este proceso afecta a toda la fisiología de la célula provocando finalmente su muerte. La célula no es capaz de frenar el transporte de calcio, que se encuentra desregulado y fuera de control”, ha señalado Martín-Romero.
El siguiente paso es trabajar con células madre pluripotentes y diferenciarlas en neuronas, primero de ratones y luego humanas, de manera que se pueda desarrollar un modelo. Esto permitirá describir cómo la ausencia de estímulo o disminución de la proteína STIM1 condiciona el envejecimiento celular en el alzheimer esporádico.