Ataxias heredodegenerativas

Descripción de las ataxias heredodegenerativas con énfasis en la semiología general de este tipo de enfermedades y la fisiopatología de los grandes grupos de ataxias.

Utilidad de la electromiografía de esfínter anal en el diagnóstico diferencial de la atrofia multisistémica: una revisión de la literatura

La atrofia multisistémica (AMS) es una enfermedad degenerativa caracterizada por disautonomías y síntomas extrapiramidales. El diagnóstico diferencial con otros parkinsonismos es difícil, por lo cual se requiere una ayuda paraclínica para soportar el diagnóstico clínico. La degeneración del núcleo de Onuf, exclusiva en esta enfermedad, podría sugerir que la presencia de denervación en el esfínter anal podría ser tomada en cuenta como criterio diagnóstico de AMS. Se realizó una revisión sistemática con el fin de determinar la utilidad de la electromiografía de esfínter anal (EMG-EA) en el diagnóstico diferencial de AMS contra otros parkinsonismos. Se incluyeron 17 estudios que analizaron los resultados de EMG-EA en pacientes con AMS. De éstos, 11 de estudios fueron analíticos y compararon pacientes con AMS y otros parkinsonismos. Los 6 estudios restantes fueron descriptivos. La duración de los potenciales de unidad motora (PUM) es significativamente mayor en pacientes con AMS comparados con otros parkinsonismos, y utilizando un punto de corte > 13 ms muestra características operativas que hacen a este parámetro potencialmente útil. Solo un estudio encontró diferencias significativas en el porcentaje de PUM polifásicos, el cual tuvo una sensibilidad y especificidad clínicamente útil cuando el punto de corte es mayor a 60%. El resto de los estudios no reportan diferencias estadísticamente significativas entre parkinsonismos. La literatura disponible apunta a la potencial utilidad de la EMG-EA en el diagnóstico diferencial de la AMS de otros parkinsonismos; sin embargo es necesario conducir más estudios para solventar las limitaciones metodológicas existentes.

Functional studies of the deubiquitinating enzymes USP19, USP4 and UCH-L1

El marcaje de proteínas con ubiquitina, conocido como ubiquitinación, cumple diferentes funciones que incluyen la regulación de varios procesos celulares, tales como: la degradación de proteínas por medio del proteosoma, la reparación del ADN, la señalización mediada por receptores de membrana, y la endocitosis, entre otras (1). Las moléculas de ubiquitina pueden ser removidas de sus sustratos gracias a la acción de un gran grupo de proteasas, llamadas enzimas deubiquitinizantes (DUBs) (2). Las DUBs son esenciales para la manutención de la homeostasis de la ubiquitina y para la regulación del estado de ubiquitinación de diferentes sustratos. El gran número y la diversidad de DUBs descritas refleja tanto su especificidad como su utilización para regular un amplio espectro de sustratos y vías celulares. Aunque muchas DUBs han sido estudiadas a profundidad, actualmente se desconocen los sustratos y las funciones biológicas de la mayoría de ellas. En este trabajo se investigaron las funciones de las DUBs: USP19, USP4 y UCH-L1. Utilizando varias técnicas de biología molecular y celular se encontró que: i) USP19 es regulada por las ubiquitin ligasas SIAH1 y SIAH2 ii) USP19 es importante para regular HIF-1α, un factor de transcripción clave en la respuesta celular a hipoxia, iii) USP4 interactúa con el proteosoma, iv) La quimera mCherry-UCH-L1 reproduce parcialmente los fenotipos que nuestro grupo ha descrito previamente al usar otros constructos de la misma enzima, y v) UCH-L1 promueve la internalización de la bacteria Yersinia pseudotuberculosis.

Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob esporádica: estudio clínico, patológico y molecular de un caso

Generalidades. Las encefalopatías espongiformes transmisibles son enfermedades neurodegenerativas ocasionadas por la acumulación anormal de una variante mal plegada de la proteína priónica, lo cual induce la formación de conglomerados proteicos resistentes a la degradación. Además, son responsables de la disfunción sináptica, daño neuronal y de la sintomatología clásica acompañante. Esta proteína de membrana es codificada por el exón 2 del gen PRNP, ubicado en el brazo corto del cromosoma 20 y parece estar involucrada en la trasmisión sináptica, la transducción de señales, la actividad antioxidante de la superoxidodismutasa, neuroplasticidad y sobrevida celular. Un polimorfismo en el codón 129 se asocia con una susceptibilidad diferencial a la enfermedad Creutzfeldt-Jakob esporádica. Objetivo. Estudio clínico, patológico y molecular de un caso de una mujer de 58 años con diagnóstico de enfermedad de Creutzfeldt- Jakob esporádica. Métodos y resultados. Se presenta el caso de una mujer en quien aparece un trastorno depresivo del afecto con demencia progresiva y sintomatología general. Al final de la enfermedad, el cuadro progresó a un déficit neurológico focalizado en el área visual. La RMN mostró hiperintensidades inespecíficas córtico-subcorticales en el núcleo estriado; en el EEG se encontró pérdida de ritmos de fondo, patrón de descargas periódicas generalizadas y complejos trifásicos; en la biopsia cerebral postmorten se evidenció pérdida severa de la población neuronal en todas las capas, vacuolas en el neuropil, en el soma neuronal y en la glía. El análisis de secuencia del gen PRNP, a partir de extracción de DNA de sangre periférica, identificó homocigosis para metionina en el codón 129. La paciente fallece a los 3 meses del inicio de la sintomatología. Conclusión. Por epidemiología, curso clínico y exámenes paraclínicos se confirma el diagnóstico de enfermedad de Creutzfeldt- Jakob esporádica.La determinación del genotipo para los polimorfismos de riesgo se convierte en una herramienta útil para complementar por medios moleculares el diagnóstico y para profundizar la comprensión de la fisiopatología de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, tanto para formas esporádicas como para la nueva variante.

Muerte celular: blanco terapéutico en neurodegeneración y sepsis

La apoptosis celular se considera el principal mecanismo fisiopatológico asociado a la pérdida neuronal en las enfermedades neurodegenerativas. También durante la fase aguda de sepsis en que se presenta disfunción orgánica, se ha encontrado que existe un incremento en la tasa apoptótica del endotelio parenquimal y microvascular. De tal forma que las estrategias para prevenir la apoptosis (anti-apoptóticas) representan una valiosa herramienta para prevenir y/o retardar la aparición de la sintomatología en estos desórdenes, los cuales ocasionan una gran carga en morbi-mortalidad social y económica a nivel mundial. En la presente revisión se busca evidenciar que las estrategias anti-apoptóticas poseen un gran potencial terapéutico. En tal sentido, se revisarán algunas de estas potenciales terapias como los inhibidores de caspasas, la proteína C activada, la familia Bcl-2 y la vía de señalización mediada por PI3K/Akt.

Detección de mutaciones en el gen park2 en pacientes con enfermedad de Parkinson de inicio temprano en población colombiana

Introducción: La Enfermedad de Parkinson (EP) fue descrita por primera vez por James Parkinson en 1817, es el segundo desorden neurodegenerativo más frecuente después de la enfermedad de Alzheimer. Los síntomas aparecen por una deficiencia de dopamina causada por la degeneración y perdida de las neuronas dopaminérgicas en diversas regiones del cerebro, principalmente la sustancia nigra. Se sabe actualmente que existen factores genéticos involucrados en el desarrollo de la enfermedad, principalmente en la EP de inicio temprano. Uno de los genes, que según diversos reportes ha sido frecuentemente implicado con el desarrollo de la enfermedad es el gen PARK2 o PRKN que codifica para la proteína Parkina, una proteína de 465 aminoácidos. Se conoce que la proteína Parkina tiene función de ligasa de las proteínas ubiquitinadas; las mutaciones que se han podido identificar en Parkina llevan a la pérdida de su función, reduciendo su capacidad de regular la degradación de sustratos. Metodología: Se realizó un estudio observacional descriptivo de tipo cross sectional.Para ello se evaluaron 29 pacientes diagnosticados con EP de inicio temprano (anterior a los 40 años de edad) y de 21 individuos sanos que se utilizaron como control. Se tomó una muestra de sangre periférica a los pacientes y controles, y se procedió a realizar la extracción de DNA. Posteriormente se estandarizaron las condiciones para la técnica de PCR para la amplificación de los exones 3, 4, y 5 en cada individuo. Todos los productos amplificados se sometieron a secuenciación automática para evaluar posibles mutaciones y polimorfismos en la población de estudio.

Ejercicio y resultados clínicos en pacientes con enfermedad de Parkinson: una revisión sistemática y metaanálisis

Antecedentes. La enfermedad de Parkinson (EP) es la segunda enfermedad neurodegenerativa más común en el mundo, la cual afecta el componente físico, psicológico y social de los individuos que la padecen. Numerosos estudios han abordado los beneficios de diferentes programas de ejercicio, llegando a ser una estrategia no-farmacológica efectiva para aminorar el deterioro funcional de los pacientes con EP. Objetivo. Determinar los efectos de las diferentes modalidades de ejercicio físico en los principales desenlaces clínicos en pacientes con EP. Métodos. Se consultaron las bases de datos MEDLINE, EMBASE, Scopus, CENTRAL y PEDro desde febrero de 1990 hasta febrero de 2014 para identificar Ensayos Clínicos Aleatorizados (ECA) publicados. Además, se examinaron las listas de referencias de otras revisiones y de estudios identificados. La extracción de datos se realizó por dos autores independientes. Se empleó un modelo de efectos aleatorios en presencia de heterogeneidad estadística (I2>50%). El sesgo de publicación fue evaluado mediante el gráfico de embudo. Resultados: Un total de 18 estudios fueron incluidos. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en las intervenciones con ejercicio y las siguientes medidas de resultado, severidad de los síntomas motores (MDS-UPDRS) DME 1.44, IC 95% [-2.09 a -0.78] (p<0.001) I2= 87,9% y el equilibrio DME 0,52 IC 95% [0,30 a 0,74] (p<0.001) I2= 85,6%. En el análisis de subgrupos en la modalidad de ejercicio aeróbico, en MDS-UPDRS DME -1,28, IC 95% [-1,98 a -0,59] (p<0.001), 3 calidad de vida DME -1,91 IC 95% [-2,76 a -1,07] (p<0.001), equilibrio DME 0,54 IC 95% [0,31 a 0,77] (p<0.001), 10-m WT DME 0,15 IC 95% [0,06 a 0,25] (p<0.001) y Vo2 máximo DME -1,09 IC 95% [-1,31 a -0,88] (p=0.001), 6MWT DME 40,46 IC 95% [11,28 a 69,65] (p=0.007). Conclusiones: El ejercicio aeróbico produjo mejoras significativas en MDS UPDRS, equilibrio, calidad de vida, 10-m WT y y Vo2 máximo; mientras que el ejercicio combinado mejoró la fuerza.

Molecule modeling of human pentameric alpha(7) neuronal nicotinic acetylcholine receptor and its interaction with its agonist and competitive antagonist

The nicotinic Acetylcholine Receptor (nAChR) is the major class of neurotransmitter receptors that is involved in many neurodegenerative conditions such as schizophrenia, Alzheimer's and Parkinson's diseases. The N-terminal region or Ligand Binding Domain (LBD) of nAChR is located at pre- and post-synaptic nervous system, which mediates synaptic transmission. nAChR acts as the drug target for agonist and competitive antagonist molecules that modulate signal transmission at the nerve terminals. Based on Acetylcholine Binding Protein (AChBP) from Lymnea stagnalis as the structural template, the homology modeling approach was carried out to build three dimensional model of the N-terminal region of human alpha(7)nAChR. This theoretical model is an assembly of five alpha(7) subunits with 5 fold axis symmetry, constituting a channel, with the binding picket present at the interface region of the subunits. alpha-netlrotoxin is a potent nAChR competitive antagonist that readily blocks the channel resulting in paralysis. The molecular interaction of alpha-Bungarotoxin, a long chain alpha-neurotoxin from (Bungarus multicinctus) and human alpha(7)nAChR seas studied. Agonists such as acetylcholine, nicotine, which are used in it diverse array of biological activities, such as enhancements of cognitive performances, were also docked with the theoretical model of human alpha(7)nAChR. These docked complexes were analyzed further for identifying the crucial residues involved in interaction. These results provide the details of interaction of agonists and competitive antagonists with three dimensional model of the N-terminal region of human alpha(7)nAChR and thereby point to the design of novel lead compounds.

Supramolecular parallel beta-sheet and amyloid-like fibril forming peptides using delta-aminovaleric acid residue

Four terminally blocked tripeptides containing delta-aminovaleric acid residue self-assemble to form supramolecular beta-sheet structures as are revealed from their FT-IR data. Single crystal X-ray diffraction studies of two representative peptides also show that they form parallel beta-sheet structures. Self-aggregation of these beta-sheet forming peptides leads to the formation of fibrillar structures, as is evident from scanning electron microscopic (SEM) and transmission electron microscopic (TEM) images. These peptide fibrils bind to a physiological dye, Congo red and exhibit a typical green-gold birefringence under polarized light, showing close resemblance to neurodegenerative disease causing amyloid fibrils. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Hydrogen-bonded dimer can mediate supramolecular beta-sheet formation and subsequent amyloid-like fibril formation: a model study

FT-IR data of six terminally blocked tripeptides containing Acp (epsilon-aminocaproic acid) reveals that all of them form supramolecular beta-sheets in the solid state. Single crystal X-ray diffraction studies of two peptides not only support this data but also disclose the fact that the supramolecular beta-sheet formation is initiated via dimer formation. The Scanning Electron Microscopic images of all peptides exhibit amyloid-like fibrils that show green birefringence after binding with Congo red, which is a characteristic feature of many neurodegenerative disease causing amyloid fibrils. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Self-assembly of beta-turn forming synthetic tripeptides into supramolecular beta-sheets and amyloid-like fibrils in the solid state

We have described here the self-assembling properties of the synthetic tripeptides Boc-Ala(1)-Aib(2) -Val (3)-OMe 1, BocAla(l)-Aib(2)-Ile(3)-OMe 2 and Boc-Ala(l)-Gly(2)-Val(3)-OMe 3 (Aib=alpha-arnino isobutyric acid, beta-Ala=beta-alanine) which have distorted beta-turn conformations in their respective crystals. These turn-forming tripeptides self-assemble to form supramolecular beta-sheet structures through intermolecular hydrogen bonding and other noncovalent interactions. The scanning electron micrographs of these peptides revealed that these compounds form amyloid-like fibrils, the causative factor for many neurodegenerative diseases including Alzheimer's disease, Huntington's disease and Prion-related encephalopathies. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Inhibition of the formation of the neurotoxin 5-S-cysteinyl-dopamine by polyphenols

The death of nigral neurons in Parkinson's disease is thought to involve the formation of the endogenous neurotoxin, 5-S-cysteinyl-dopamine. In the present study, we show that the polyphenols, (+)-catechin and caffeic acid, which contain a catechol moiety, inhibit tyrosinase-induced formation of 5-S-eysteinyl-dopamine via their capacity to undergo tyro sina se-induced oxidation to yield cysteinyl-polyphenol adducts. In contrast, the inhibition afforded by the flavanone, hesperetin, was not accompanied by the formation of cysteinyl-hesperetin adducts, indicating that it may inhibit via direct interaction with tyrosinase. Whilst the stilbene resveratrol also inhibited 5-S-eysteinyl-dopamine formation, this was accompanied by the formation of dihydrobenzothiazine, a strong neurotoxin. Our data indicate that the inhibitory effects of polyphenols against 5-S-cysteinyl-dopamine formation are structure-dependent and shed further light on the mechanisms by which polyphenols exert protection against neuronal injury relevant to neurodegenerative diseases. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Neuroinflammation and its modulation by flavonoids

There is increasing evidence to suggest that neuroinflammatory processes contribute to the cascade of events that lead to the progressive neuronal damage observed in neurodegenerative disorders such as Parkinson’s disease and Alzheimer’s disease. Therefore, treatment regimes aimed at modulating neuroinflammatory processes may act to slow the progression of these debilitating brain disorders. Recently, a group of dietary polyphenols known as flavonoids have been shown to exert neuroprotective effects in vivo and in neuronal cell models. In this review we discuss the evidence relating to the modulation of neuroinflammation by flavonoids. We highlight the evidence which suggests their mechanism of action involves: 1) attenuation of the release of cytokines, such as interleukin-1β (IL-1β) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α); 2) an inhibitory action against inducible nitric oxide synthase (iNOS) induction and subsequent nitric oxide (NO•) production; 3) inhibition of the activation of NADPH oxidase and subsequent reactive oxygen species generation; 4) a capacity to down-regulate the activity of pro-inflammatory transcription factors such as nuclear factor-κB (NF-κB); and 5) the potential to modulate signalling pathways such as mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade. We also consider the potential of these dietary compounds to represent novel therapeutic agents by considering their metabolism in the body and their ability to access the brain via the blood brain barrier. Finally, we discuss future areas of study which are necessary before dietary flavonoids can be established as therapeutic agents against neuroinflammation.

Flavonoids and cognition: The molecular mechanisms underlying their behavioural effects

Evidence Suggests that a group of phytochemicals known as flavonoids are highly effective in reversing age-related declines in neuro-cognitive performance through their ability to interact with the cellular and molecular architecture of the brain responsible for memory and by reducing neuronal loss due to neurodegenerative Processes. In particular, they may increase the number of, and strength of, connections between neurons, via their specific interactions with the ERK and Akt signalling pathways, leading to an increase in neurotrophins Such as BDNF. Concurrently, their effects on the peripheral and Cerebral vascular system may also lead to enhancements in cognitive performance through increased brain blood flow and an ability to initiate neurogenesis in the hippocampus. Finally, they have also been shown to reduce neuronal damage and losses induced by various neurotoxic species and neuroinflammation. Together, these processes act to maintain the number and quality of synaptic connections in the brain. a factor known to be essential for efficient LTP, synaptic plasticity and ultimately the efficient working of memory. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Cellular uptake and metabolism of flavonoids and their metabolites: implications for their bioactivity

Flavonoids have been proposed to act as beneficial agents in a multitude of disease states, including cancer, cardiovascular disease, and neurodegenerative disorders. The biological effect of these polyphenols and their in vivo circulating metabolites will ultimately depend on the extent to which they associate with cells, either by interactions at the membrane or more importantly their uptake. This review summarises the current knowledge on the cellular uptake of flavonoids and their metabolites with particular relevance to further intracellular metabolism and the generation of potential new bioactive forms. Uptake and metabolism of the circulating forms of flavanols, flavonols, and flavanones into cells of the skin, the brain, and cancer cells is reviewed and potential biological relevance to intracellular formed metabolites is discussed.