Estudi del procés de neurodegeneració

Les anomenades malalties neurodegeneratives tenen una simptomatologia i unes manifestacions clíniques molt diferents entre elles. No obstant, totes elles convergeixen en el mateix procés final, la neurodegeneració, que es manifestarà en diferents localitzacions o tipus cel·lulars del sistema nerviós. Nosaltres, plantegem la hipòtesi de que els processos moleculars i cel·lulars subjacents a la neurodegeneració són comuns per totes elles. Després de dur a terme un procés de selecció, es decideix treballar amb la malaltia de Parkinson, la d’Alzheimer, l’Esclerosi lateral amiotròfica i l’esclerosi múltiple. Hem pogut determinar que hi ha set processos moleculars o cel·lulars que estan associats al procés de neurodegeneració i que són comuns a totes elles. Havent-les estudiat per separat s’observa que el procés de neurodegeneració consisteix en una fallada en cadena de diferents sistemes moleculars i cel·lulars que tenen com a punt d’origen l’estrès oxidatiu. A aquest estrès s’hi pot arribar de diferents maneres. Una d’elles és l’exposició excessiva a certs metalls, que provoca la pèrdua dels sistemes antioxidants cel·lulars. Degut a això, els mitocondris reben un impacte oxidatiu massa gran i comencen a fallar. El fet que aquest orgànul actuï com a tampó del calci intracel·lular en provoca la seva desregulació, alterant d’aquesta manera el senyal nerviós. En resposta a l’estrès oxidatiu i tèrmic que genera la disfunció mitocondrial, s’activen les Proteïnes de Xoc Tèrmic (HSP) que actuant de citocines i presentadores d’antígens, inicien la resposta immunològica contra les cèl·lules danyades. Paral·lelament, s’observa un increment de la permeabilitat de la barrera hematoencefàlica degut a la pèrdua de les adhesions cel·lulars estretes per l’alta presència d’espècies reactives. Com a conseqüència de l’afebliment o el trencament de la barrera hematoencefàlica, es pot produir una entrada al SNC de diferents substàncies neurotòxiques i de cèl·lules del sistema immunitàri que, en condicions normals tenen l’accés restringit. Juntament amb aquestes cèl·lules immunològiques, també s’activen les cèl·lules del sistema immunitari innat residents al cervell, la micròglia, i totes elles secreten citocines proinflamatòries que contribueixen al procés de neurodegeneració. Nosaltres presentem els mecanismes pels quals aquesta inflamació, lluny d’atenuar-se, es cronifica per l’acció de certs bucles de retroalimentació positiva. Les diferents peculiaritats de cada malaltia contribueixen en aquest procés de diferents maneres, com és el cas dels pèptids β-amilides en la malaltia d’Alzheimer, l’α-sinucleina en el Parkinson, la superòxid dismutasa (SOD) en l’esclerosi lateral amiotròfica, o l’infiltració de leucòcits al cervell degut a la resposta autoimmune de l’esclerosi múltiple.Deixant de banda aquestes diferències, si el procés és comú entre totes elles, l’estudi a fons d’aquest procés hauria de poder permetre identificar dianes tarapèutiques que siguin comunes per les quatre malalties.

Microglia, Calcification and Neurodegenerative Diseases

Neurodegeneration is a complex process involving different cell types andneurotransmitters. A common characteristic of neurodegenerative disorders such asAlzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease (PD), multiple sclerosis, Huntington’s disease (HD) and Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is the occurrence of a neuroinflammatoryreaction in which cellular processes involving glial cells (mainly microglia and astrocytes) and T cells are activated in response to neuronal death. This inflammatory reaction has recently received attention as an unexpected potential target for the treatment of these diseases.Microglial cells have a mesenchymal origin, invade the central nervous system (CNS)prenatally (Chan et al., 2007b) and are the resident macrophages in the CNS (Ransohoff &Perry, 2009). They comprise approximately 10-20% of adult glia and serve as the CNS innateimmune system. In neurodegenerative diseases, microglia is activated by misfoldedproteins. In the case of AD, amyloid- (A ) peptides accumulate extracellularly and activate the microglia locally. In the case of PD, ALS and HD, the misfolded proteins accumulate intracellularly but are still associated with activation of the microglia (Perry et al., 2010). Reactive microglia in the substantia nigra and striatum of PD brains have been described, and increased levels of proinflammatory cytokines and inducible nitric oxide synthase havebeen detected in these brain regions, providing evidence of a local inflammatory reaction (Hirsch & Hunot, 2009). The injection of lipopolysaccharide (a potent microglia activator) into the substantia nigra produces microglial activation and the death of dopaminergic cells. These findings support the hypothesis that microglial activation and neuroinflammationcontribute to PD pathogenesis (Herrera et al., 2000)...