Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/373/14
México, D.F., 26 de octubre de 2014
- Se ha observado que en las enfermedades de Alzheimer,Parkinson, Huntington, y en la esquizofrenia, hay un desbalance en los niveles de diferentes compuestos que derivan del triptófano, una sustancia esencial que obtenemos de los alimentos y que sirve al organismo para la comunicación neuronal y el metabolismo energético de las células del cerebro
- La doctora Verónica Pérez de la Cruz, investigadora del Instituto Nacional de Neurología, fue una de las ganadoras de la Beca L’Oréal-UNESCO-AMC 2013.
Foto: Alejandra Monsiváis Molina/AMC.
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El funcionamiento de nuestro cerebro depende de un complejo entramado de señales químicas y eléctricas que regulan la transmisión de información de una neurona a otra. En ocasiones surgen problemas de comunicación entre estas células que derivan en enfermedades neurodegenerativas. Un desbalance en el nutrido coctel de sustancias que circulan en nuestro cerebro, es una de las causas de algunos problemas de comunicación celular.
El estudio de las alteraciones en la producción y degradación de algunas sustancias y su papel en la patogénesis en distintos modelos de enfermedades neurodegenerativas, es el proyecto con el cual, Verónica Pérez de la Cruz, investigadora del Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía “Manuel Velasco Suárez” (INNN) obtuvo una de las Becas para Mujeres en la Ciencia que otorga la empresa L’Oréal, conjuntamente con la Organización de las Naciones Unidas para la Educación la Ciencia y la Cultura, y la Academia Mexicana de Ciencias (L’Oréal-UNESCO-AMC).
De la Cruz estudia cierto grupo de moléculas en las que se convierte un aminoácido, el triptófano, una vez que entra a nuestro cuerpo a través de los alimentos –como huevo, amaranto, leche, avena, cacahuates y calabaza. Estas moléculas son metabolitos, es decir, precursores de otros compuestos que se fabrican en el sistema nervioso central y que desempeñan diferentes funciones.
Las transformaciones químicas del triptófano siguen diferentes vías, dependiendo del compuesto final. La vía que estudia la investigadora es la que tiene como producto final el NAD (dinucleótido de nicotinamida y adenina), el cual participa en reacciones de las que nuestras células obtienen la mayor parte de su energía. Alguno de estos metabolitos del triptófano son la kinurenina, el ácido kinurénico y el ácido kinolínico.
Se ha visto que la cantidad de metabolitos que se producen se altera de forma específica en algunas patologías. “Por ejemplo, en la esquizofrenia, los niveles de ácido kinurénico están altísimos. De hecho, es uno de los pocos casos en los que esto sucede, pues se trata de un metabolito con efecto antioxidante que ‘protege a las células’. Cosa que no se observa con otras enfermedades como las de Huntington, Alzheimer, Parkinson o la epilepsia en las que los niveles de este metabolito están a la baja.
No obstante, a pesar de la relación directa que hay entre el desbalance de los metabolitos citados en estas enfermedades, la comprensión sobre el potencial que tienen estas variaciones aún es muy limitado.
La idea del proyecto que encabeza Verónica Pérez es caracterizar a cada uno de estos metabolitos, ver si están implicados en alteraciones de la neurotransmisión, del balance energético o en condiciones de estrés oxidativo para entonces vincular lo que está pasando en un paciente que presenta alteraciones en los niveles de estos metabolitos y relacionarlo con otras alteraciones del cuerpo.
Valioso regalo
Para realizar este proyecto, a Verónica Pérez de la Cruz le será de gran utilidad un regalo que le hizo Robert Schwarcz, pionero en estudiar esta vía de metabolitos del triptófano y quien fuera su tutor de tesis cuando realizó el posdoctorado en la Universidad de Maryland, Estados Unidos.
Se trata de un tipo de ratones transgénicos, diseñados por el propio Schwarcz hace varios años, que carecen de una enzima (un tipo especializado de proteína) que participa en la vía al ácido kinurénico, lo que los convierte en modelos para cierto tipo de enfermedades.
Se ha visto que en los primeros 21 días de nacidos este tipo de ratones presenta niveles muy bajos del ácido kinurénico (pues no tienen la enzima que lo produce), lo cual se refleja en anormalidades en su neurotransmisión y en su conducta motora. Sin embargo, a los dos meses de edad, todas estas alteraciones se revierten y regresan a estados normales, incluso los niveles del ácido kinurénico se ven totalmente restituidos.
Más aún, Pérez de la Cruz ha inyectado a grupos de ratones el precursor de este metabolito y ha visto que producen el ácido kinurénico aun sin la presencia de la enzima que lo lleva a cabo.
“Estos ratones son una excelente herramienta porque nos dan pauta para estudiar qué otras vías podrían estar involucradas en la formación de este metabolito (el ácido kinurénico) y que podrían estar alteradas en las patologías ya mencionadas. Todos estos años la comunidad científica que ha estudiado este proceso insistía en que esa enzima era la única responsable de la producción del ácido kinurénico. Ahora tienen enfrente un modelo que muestra que esto puede no ser así”.
Los resultados que arrojen estos trabajos, agregó, podrían ser la base en el futuro para el diseño de nuevas alternativas terapéuticas en pacientes con desórdenes neurodegenerativos.
Respecto a la relevancia de la beca que obtuvo comentó: “Es súper importante que en México se estimule a los investigadores de esta manera porque, por un lado, es gratificante que quien evalúa tu trayectoria y tu proyecto confíe en lo que haces y propones, lo cual motiva a seguir adelante; al mismo tiempo estimula a nuestros estudiantes, pues es una indicación de que lo que hacemos está bien y el proyecto tiene futuro”.
Por otra parte, la remuneración económica de la beca es servirá para comprar los consumibles del proyecto, sobre todo, para mantener y reproducir a este tipo de ratones, lo cual es muy costoso.
Verónica agradeció al doctor Schwarcz, a sus colaboradores del INNN y a sus estudiantes del Laboratorio de Aminoácidos Excitadores que participarán en dicho proyecto.
Alejandra Monsiváis Molina