Nuevas pistas sobre cómo se regula la dopamina en el cerebro arrojan luz en enfermedades como el Párkinson


13-01-2022

Una mejor comprensión de cómo se regula la síntesis de dopamina en el cerebro puede favorecer la obtención de nuevos medicamentos para prevenir que la enfermedad vaya a más.

La importancia de la dopamina es evidente en pacientes con enfermedad de Parkinson. En el cerebro de estos pacientes se produce una muerte significativa de las células que sintetizan y secretan dopamina, conocidas como neuronas dopaminérgicas que actúan como pequeñas fábricas de dopamina. Los síntomas mentales y físicos en los ...

La importancia de la dopamina es evidente en pacientes con enfermedad de Parkinson. En el cerebro de estos pacientes se produce una muerte significativa de las células que sintetizan y secretan dopamina, conocidas como neuronas dopaminérgicas que actúan como pequeñas fábricas de dopamina. Los síntomas mentales y físicos en los pacientes de Parkinson se manifiestan cuando aproximadamente la mitad de estas células han desaparecido, lo que significa que la enfermedad no se descubre hasta que se ha producido un daño irreparable.

Ahora, investigadores de la Universidad de Bergen, Noruega, han obtenido nuevos hallazgos, a través de un estudio, publicado en ´Nature Communications´, que proporcionan una mejor comprensión de cómo se regula la síntesis de dopamina en el cerebro. "De esta manera, se pueden encontrar medicamentos que pueden prevenir que la enfermedad vaya a más", indica el investigador Marte Innselset Flydal, del Departamento de Biomedicina de la Universidad de Bergen.

Como explican los autores de dicho trabajo, dentro de las células productoras de dopamina, hay grandes cantidades de una enzima llamada tirosina hidroxilasa (TH). "Dichas estructuras 3D pueden decirnos cómo se llevan a cabo los procesos celulares a nivel atómico y, por tanto, también cómo podemos encontrar un tratamiento específico para corregir errores en las enzimas que, por ejemplo, ocurren por mutaciones de enfermedades. Para TH, tales mutaciones causan deficiencia de TH , una enfermedad neurológica clasificada como un subgrupo del parkinsonismo" , explica, por su parte, la profesora Aurora Martínez, del Departamento de Biomedicina de la Universidad de las Islas Baleares.

Detectar y reparar

En el grupo de investigación de Martínez trabajan para comprender cómo funcionan las proteínas a nivel estructural. En concreto, están tratando de descubrir cómo las mutaciones causan

defectos en la función de las proteínas y cómo pueden repararse dichos defectos.

La tarea de TH es convertir el aminoácido tirosina en L-dopa, que luego se convierte en dopamina por otra enzima. Es conocido que la TH es la enzima clave en la regulación de la síntesis de dopamina, pero no se ha podido hallar explicación sobre la manera en que esto sucede. Desde hace tiempo se sabe que la dopamina puede regular su propia producción. Esta neurona puede unirse a la enzima TH e inactivarla. Dichos mecanismos reguladores se denominan retroalimentación negativa y aseguran que la síntesis de dopamina se detenga cuando la célula tiene suficiente de ella.

"Cuando el nivel de dopamina vuelva a bajar, se activarán vías de señalización en la célula. Esto lleva a que la TH se modifique, por la llamada fosforilación, lo que hace que se libere dopamina y se reactive la enzima", indica, por su parte, el investigador Rune Kleppe, del Departamento de Medicina Ocupacional, Helse Bergen, quien también participó en el estudio.

Es la interacción entre estos mecanismos reguladores lo que los investigadores ahora creen que pueden comprender a nivel de detalle. "Este conocimiento nos brinda nuevas oportunidades para desarrollar medicamentos para enfermedades neuropsiquiátricas y neurodegenerativas", ¡destaca la profesora Martínez.

Los resultados de dicha investigación son producto de una actividad investigadora de largo plazo y líder mundial en TH en el Departamento de Biomedicina (UiB) y Helse Bergen, y en estructura de proteínas en el grupo de investigación del profesor José María Valpuesta en el Centro Nacional de Biotecnología ( CNB-CSIC) en Madrid, utilizando sofisticados microscopios crioelectrónicos de alta resolución para determinar la estructura tridimensional de proteínas. "La microscopía crioelectrónica ha sido fundamental para saber cómo es la TH y también ha permitido ver cómo cambia cuando se une a la dopamina", concluye la Dra. Martínez.




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