Un estudio muestra que el calcio puede mediar en la interacción entre estructuras membranosas de las terminaciones nerviosas, importantes para la señalización neuronal, y la proteína alfa-sinucleína.
Un estudio internacional liderado por científicos de la Universidad de Cambridge ha descubierto que los niveles excesivos de calcio en las células cerebrales pueden favorecer la acumulación de racimos tóxicos característicos del párkinson.
En concreto, según detallan en la revista Nature Communications, han visto que el calcio puede mediar en la interacción entre pequeñas estructuras membranosas dentro de las terminaciones nerviosas, que son importantes para la señalización neuronal en el cerebro, y la proteína alfa-sinucleína. Y precisamente los niveles excesivos de calcio o la alfa-sinucleína pueden ser lo que inicie la reacción en cadena que conduce a la muerte de las células cerebrales.
El hallazgo supone un paso más para conocer cómo y por qué se inicia esta enfermedad neurodegenerativa, que se produce cuando proteínas de origen natural se pliegan de forma incorrecta y se adhieren a otras proteínas, formando unas delgadas estructuras llamadas fibras de amiloide.
Hasta ahora no está del todo claro el papel que juega en las células la proteína alfa-sinucleína, por qué está allí y qué se supone que debe hacer. Pero el caso es que está implicado en varios procesos, como el flujo de señales químicas en el cerebro y el movimiento de moléculas dentro y fuera de las terminaciones nerviosas, aunque no se sabe exactamente cómo se comporta.
"La alfa-sinucleína es una proteína muy pequeña con muy poca estructura, y necesita interactuar con otras proteínas o estructuras para volverse funcional, lo que ha dificultado su estudio", ha explicado Gabriele Kaminski Schierle, una de las autoras del estudio.
Gracias a técnicas microscópicas de alta resolución, ahora es posible mirar dentro de las células para observar el comportamiento de la alfa-sinucleína. Y con ese objetivo aislaron las vesículas sinápticas, parte de las células nerviosas que almacenan los neurotransmisores que envían señales de una célula nerviosa a otra.
En las neuronas el calcio juega un papel en la liberación de neurotransmisores. Y los investigadores observaron que cuando aumentan los niveles de calcio en las células nerviosas, como en la señalización neuronal, la alfa-sinucleína se une a las vesículas sinápticas en múltiples puntos, lo que provoca que las vesículas se junten. Un hallazgo que puede indicar que la función normal de la alfa-sinucleína es ayudar a la transmisión de información química a través de las células nerviosas.
Cuando se descompensa el equilibrio
"Ésta es la primera vez que hemos visto que el calcio influye en la forma en que la alfa-sinucleína interactúa con las vesículas sinápticas", ha añadido Janin Lautenschlerger, primera autora del artículo, que destaca como esta proteína "cambia su estructura e interactúa con su entorno" en presencia del calcio, lo que "resulta muy importante para su funcionamiento normal".
"Hay un buen equilibrio de calcio y alfa-sinucleína en la célula, y cuando hay demasiado de uno u otro, el equilibrio se inclina y comienza la agregación, lo que lleva al párkinson", ha apuntado Amberley Stephens, otra de las autoras.
Ese desequilibrio puede ser causado por una duplicación genética de la cantidad de alfa-sinucleína (duplicación de genes), por una disminución relacionada con la edad de la descomposición del exceso de proteína, por un aumento del nivel de calcio en las neuronas que son sensibles al párkinson, o por falta de capacidad de amortiguación del calcio en estas neuronas.
Y comprender el papel de la alfa-sinucleína en los procesos fisiológicos o patológicos puede ayudar en el desarrollo de nuevos tratamientos para esta enfermedad, abriendo la puerta a fármacos encargados de bloquear el calcio, que ya se utilizan en algunas enfermedades cardiovasculares.
