Científicos descubren nueva proteína vinculada a la demencia de inicio temprano

Científicos encuentran nuevas proteínas vinculadas a la demencia de inicio temprano

Por Paul Ian Cross, Ph.D. el 11 de diciembre de 2023 — Verificado por el Dr. Ferdinand Lali.

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Científicos encuentran una proteína asociada con la demencia frontotemporal. Oriol Llauradó Ballesta/Stocksy

Científicos del Consejo de Investigación Médica (MRC) del Laboratorio de Biología Molecular en Cambridge, Reino Unido, han identificado una nueva proteína llamada TAF15 que forma estructuras agregadas en casos de demencia frontotemporal, desafiando las suposiciones previas sobre la condición.

Este descubrimiento es una adición novedosa al conjunto limitado de proteínas reconocidas por su agregación en trastornos neurodegenerativos como el Alzheimer.

Este hallazgo no solo allana el camino para herramientas de diagnóstico y tratamientos más avanzados, sino que también plantea la posibilidad intrigante de que TAF15 pueda estar vinculada tanto a la demencia frontotemporal como a la enfermedad de las neuronas motoras, arrojando nueva luz sobre estos debilitantes trastornos.

La mayoría de los trastornos neurodegenerativos, como la demencia, implican que las proteínas se agrupen en filamentos conocidos como amiloides.

En la mayoría de los casos, los científicos han identificado las proteínas responsables de esta agregación, lo que les ha permitido centrarse en estas proteínas para evaluaciones y terapias diagnósticas.

Sin embargo, en aproximadamente el 10% de los casos de demencia frontotemporal, los investigadores aún no habían determinado la proteína específica responsable.

Ahora, los investigadores han identificado con éxito las estructuras agregadas de la proteína TAF15 en estos casos particulares.

Los hallazgos se publicaron en Nature.

La nueva proteína puede contribuir a la demencia frontotemporal

La demencia frontotemporal surge de la degeneración de los lóbulos frontales y temporales del cerebro, que supervisan las emociones, la personalidad, el comportamiento, la comprensión del lenguaje y el habla.

Esta condición suele manifestarse a una edad más temprana en comparación con la enfermedad de Alzheimer, diagnosticándose con frecuencia en personas de entre 45 y 65 años. Sin embargo, también puede presentarse en personas más jóvenes y mayores.

En su nueva investigación, un equipo de científicos descubrió estructuras proteicas agregadas que pueden servir como un punto focal para avances potenciales en evaluaciones diagnósticas y terapias.

Con la identificación de la proteína clave y su estructura, los investigadores están ahora en condiciones de centrarse en ella para diagnosticar y tratar esta forma específica de demencia frontotemporal.

Este enfoque refleja las estrategias que ya están en progreso para dirigirse a los agregados de proteína beta-amiloide y tau, características distintivas de la enfermedad de Alzheimer.

Utilizando técnicas avanzadas de microscopía crioelectrónica para examinar el cerebro

Los científicos utilizaron técnicas avanzadas de microscopía crioelectrónica (cryo-EM) para examinar agregados de proteínas a nivel atómico en los cerebros de cuatro personas con esta forma de demencia frontotemporal.

Hasta ahora, los científicos habían asumido que una proteína llamada FUS era responsable de la agregación en este tipo de demencia, estableciendo paralelismos con otros trastornos neurodegenerativos.

Utilizando la microscopía crioelectrónica (cryo-EM), los científicos del Laboratorio de Biología Molecular del MRC determinaron con éxito que los agregados de proteínas encontrados en cada cerebro compartían una estructura atómica idéntica.

Sorprendentemente, la proteína responsable no fue FUS, sino otra proteína llamada TAF15.

Los investigadores aclararon que este resultado fue inesperado, ya que antes de este estudio, no se había reconocido a TAF15 por su papel en la formación de filamentos amiloides en condiciones neurodegenerativas, y no existía información sobre sus características estructurales.

La cryo-EM está revolucionando nuestra comprensión de los mecanismos moleculares que subyacen a la demencia y las enfermedades neurodegenerativas en un contexto más amplio al proporcionar conocimientos que anteriormente eran inalcanzables con tecnologías anteriores.

Los investigadores reconocieron que la naturaleza compleja de realizar la microscopía crioelectrónica limitó su examen a los cerebros de solo cuatro individuos.

No obstante, con nuestro nuevo conocimiento sobre la proteína clave y su estructura, existe la posibilidad de crear herramientas para evaluar cientos de muestras de pacientes para evaluar la magnitud de estos agregados anormales de proteínas.

Demencia frontotemporal y enfermedad de las neuronas motoras

Algunas personas afectadas por la demencia frontotemporal también experimentan enfermedad de las neuronas motoras, una afección caracterizada por una pérdida progresiva del control muscular.

En esta investigación, dos individuos que tenían ambas condiciones donaron sus cerebros para su estudio.

En estos casos, los investigadores detectaron la misma forma agregada de la proteína TAF15 en regiones cerebrales asociadas con la enfermedad de las neuronas motoras.

La presencia de agregados idénticos de TAF15 en dos individuos que tenían tanto demencia frontotemporal como signos de enfermedad de las neuronas motoras plantea la posibilidad de que TAF15 pueda contribuir al desarrollo de ambas afecciones.

Se necesita más investigación para investigar el impacto de TAF15

El equipo de investigación está examinando actualmente si estos agregados anormales de TAF15 están presentes en individuos con enfermedad de las neuronas motoras que no muestran síntomas de demencia frontotemporal.

James Giordano, Ph.D., MPhil, Profesor del Centro Pellegrino de Neurología y Bioquímica en el Centro Médico de la Universidad de Georgetown, que no estuvo involucrado en esta investigación, dijo a Medical News Today que «este estudio examinó aún más la posibilidad de que proteínas anormales adicionales puedan contribuir al proceso neuropatológico de la degeneración lobar frontotemporal y la demencia (DLFT).»

«El estudio estuvo bien dirigido y utilizó una muestra bastante amplia de tejido cerebral extraído de pacientes afectados para evaluar la presencia y extensión de la proteína TAF, un constituyente proteínico anormal variante, que junto con otras proteínas anormales conocidas (tales como las entidades características tau y alfa-sinucleína), se encuentran y contribuyen a los procesos neurodegenerativos de la DLFT», dijo el Dr. Giordano.

El Dr. Giordano señaló que «este estudio demostró de manera importante que la proteína TAF también está presente, aunque en una concentración algo menor, en el total de la constitución proteinopática de los cerebros de estos pacientes.»

El Dr. Giordano señaló que los hallazgos del estudio «apoyan y avanzan aspectos de la hipótesis amiloidea de la demencia neurodegenerativa.»

«Además, la identificación de la variante TAF puede servir como un importante marcador diagnóstico, así como un posible objetivo terapéutico en el tratamiento de la DLFT», explicó.

Jennifer Bramen, Ph.D., investigadora principal del Instituto de Neurociencia del Pacífico en Santa Mónica, California, también no involucrada en esta investigación, dijo que «la demencia frontal es una enfermedad emocionalmente desafiante sin cura.»

La Dra. Bramen concluyó que «la demencia frontal es una enfermedad heterogénea, lo que la hace más difícil de investigar. Una mejor comprensión de los diferentes subtipos podría llevar en última instancia a más opciones de tratamiento para los pacientes.»