Neurobiología de la enfermedad de Parkinson

Controlar las disquinesias inducidas por levodopa (LID) es uno de los grandes desafíos en el tratamiento de la EP. Varios cambios genéticos y bioquímicos fueron asociados con el fenómeno y varias evidencias apuntan a la interacción entre los receptores para dopamina y glutamato de las neuronas estriatales como la zona postsináptica crucial donde ocurre un rearreglo plástico que desencadenaría la aparición LID.

En nuestro laboratorio postulamos y demostramos que la proteína quinasa Fyn es un intermediario clave de este proceso. Fyn media la fosforilación del receptor NMDA inducida por el receptor D1 y PSD-95 regulando su localización intracelular y su capacidad funcional. La única opción terapéutica para el tratamiento de las disquinesias es el uso de antagonistas farmacológicos de NMDA que reducen su funcionalidad, sin embargo, el uso de los mismos no puede ser prolongado debido a su efecto generalizado y la aparición de nuevos efectos adversos. Nuestra hipótesis es lograr la reducción de la función de NMDA mediante una estrategia  alternativa enfocada a reducir la función de fyn.

Recientemente hemos reproducido el modelo de disquinesias en ratones carentes de Fyn (KO-Fyn), demostrando una menor capacidad de estos ratones a desarrollar LID y la disminución de marcadores bioquímicos asociados con disquinesias (como FosB/ΔfosB). A su vez, demostramos que un inhibidor farmacológico de fyn previene el desarrollo de LID en ratones (Sanz-Blasco et al 2018). Actualmente desarrollamos un RNA interferente (RNAi) contra fyn, el cual encapsidamos en vectores lentivirales e inyectamos en el estriado de ratones modelo de la enfermedad de Parkinson y que desarrollan disquinesias. Determinamos que el silenciamiento de fyn es efectivo tanto para prevenir las LID en ratones como para revertir las disquinesias ya establecidas. Este trabajo (en revisión) es netamente experimental en ratones, sin embargo, genera expectativas como potencial opción terapéutica futura. (En colaboración con Elena Avale, INGEBI)

Las neuronas dopaminérgicas (DA) son más sensibles a la degeneración que otros tipos neuronales del sistema nervioso. Esta característica puede reproducirse en cultivos primarios mesencefálicos donde, en condiciones particulares, las neuronas DA mueren en un lapso de 7 a 14 días, mientras que otros tipos neuronales no. Esta particularidad lo convierte en un interesante modelo in vitro para estudiar mecanismos de neuroprotección para las neuronas DA.

En el laboratorio estudiamos potenciales condiciones neuroprotectoras y los mecanismos celulares y moleculares involucrados en la sobrevida neuronal. Entre diversos potenciales agentes neuroprotectores, evaluamos el efecto de un extracto de yerba mate (YM) y encontramos que el mismo tiene un poderoso efecto neuroprotector sobre neuronas dopaminergicas en cultivo. A su vez, probamos ciertos principios activos presentes en el extracto de YM, determinando un efecto similar, aunque de menor magnitud (Bernardi et al. 2019). Actualmente estamos estudiando las vías de señalización intracelular disparadas por la exposición al extracto con YM como también evaluando el efecto de la ingesta de YM por parte de moscas D. melanogaster, modelo de la enfermedad de Parkinson (en colaboración con Nara Muraro, IbioBA).

La levodopa es el tratamiento farmacológico por excelencia para la Enfermedad de Parkinson, la cual revierte los síntomas motores, aunque luego de varios años induce la aparición de disquinesias inducidas por levodopa (LID) que impactan negativamente en la calidad de vida de los pacientes.

Las LIDs representan un problema clínico, pero también un gran desafío para la investigación. Nuestro grupo aborda el estudio de la fisiopatología de las LID a nivel celular y en particular de expresión génica desde hace dos décadas y hemos desarrollado nuevas herramientas moleculares efectivas en modelos preclínicos de la enfermedad.

En continuidad con esta línea experimental, La Dra. Bordone lidera un proyecto en colaboración con la Dra. Angela Cenci-Nilsson (Lund University, Suecia) y el Dr. Marcelo Martí (FCEN-UBA), donde retomamos el análisis masivo de expresión génica utilizando la novedosa tecnología de single nuclei RNA sequencing (snRNAseq) combinada con el análisis masivo de datos mediante herramientas bioinformáticas.

Realizamos snRNA-seq de muestras provenientes del estriado de ratones parkinsonianos tratados con L-dopa para inducir disquinesias, de donde obtuvimos los perfiles transcripcionales específicos de cada tipo celular del estriado, incluyendo tipos neuronales y no neuronales, en cada condición experimental. Identificamos y anotamos los diferentes clústers y estamos en proceso de análisis de expresión diferencial e identificación de funciones celulares para definir los perfiles de expresión de cada tipo celular, y poder generar un mapa de las vías celulares y funciones biológicas implicadas en Parkinson experimental y LID. Los resultados de este proyecto permitirán comprender mejor los profundos cambios que subyacen a las LID, y proponer nuevas y más precisas intervenciones terapéuticas.