Beca internacional a investigador cordobés para estudiar la relevancia de dos moléculas en la aparición del Alzheimer

Lucas Sosa recibirá un financiamiento que le permitirá estudiar durante tres años cómo intervienen dos mecanismos en la degeneración de las neuronas. Utilizará células madre inducidas, epigenética y el súper microscopio de la UNC. (25-07-2024)

Por Natalia Lazzarini
Redacción UNCiencia
Unidad Central de Comunicación Institucional – UNC

Un investigador de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba acaba de ganar un subsidio internacional que le permitirá poner la lupa sobre dos proteínas que intervienen en la degeneración de las neuronas y que son candidatas para explicar la aparición del Alzheimer.

Esta es la tercera beca que la organización estadounidense Alzheimer´s Association otorga a investigadores cordobeses para que estudien la participación de distintas moléculas y su relevancia en la enfermedad. El médico e investigador de Conicet Lucas Sosa fue galardonado en esta oportunidad con un proyecto que se concretará en el departamento de Química Biológica (Ciquibic), de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba.

Con estos fondos, Lucas seguirá de cerca el comportamiento de dos moléculas que intervendrían en el desarrollo de la enfermedad. Aunque distintos estudios científicos arrojaron luz sobre estos procesos, todavía falta para comprender cómo funciona su mecanismo completo.

Orden en el vecindario

La primera proteína que estudiará Sosa es la APP (Proteína Precursora de Amiloide, por sus siglas en inglés). Entre sus múltiples funciones, participa en el desarrollo de las neuronas y en la formación de sinapsis. También estudiará el funcionamiento de la proteína de tau –ubicada en el citoesqueleto de las células– y su vinculación con el exceso de APP.

Las neuronas funcionan como casas de un barrio bien organizado. “Tienen estructuras sólidas y dinámicas que les permiten mantenerse de pie y comunicarse fácilmente”. La proteína de tau actúa como los pilares que sostienen esas viviendas, asegurando estabilidad y crecimiento.

Con el exceso de la proteína APP se incrementa la cantidad de tau fosforilada “desestabilizando la casa y formando enredos que obstaculizan las viviendas y bloquean las vías de comunicación”. La interacción entre vecinos se dificulta.

Con el tiempo, los problemas se acumulan y hacen que el “vecindario” de neuronas pierda orden y funcionalidad. “Se convierte en un lugar cada vez más difícil de habitar porque sus estructuras están debilitadas”, ejemplifica.

Para la investigación, Sosa utilizará células madre inducidas donadas por el Laboratorio de Jeanne Lawrence, en Estados Unidos, del cual formó parte durante su estadía en el exterior, a partir de una beca externa de Conicet.

Los cultivos se harán en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias Químicas y las técnicas de análisis, con el “súper microscopio” recientemente adquirido por la UNC.

La relevancia del estudio

La edad avanzada es el principal factor de riesgo para el desarrollo del Alzheimer, una enfermedad que hoy no tiene cura. “Desde la investigación, podemos contribuir para conocer los mecanismos que subyacen a la enfermedad, visualizarla y probar potenciales tratamientos. Lograr aplacarla o hacerla menos tórpida (es decir, que reaccione con menos dificultad o torpeza)”, puntualiza.

Para confirmar las hipótesis de su trabajo, Sosa destinará alrededor de tres años.

“Hace unos años se desarrollaron medicamentos con anticuerpos monoclonales para atacar las placas de amiloide beta que se originan luego del procesamiento de la proteína APP. Los resultados de este tratamiento no cambiaron de manera significativa el transcurso de la patología ni mejoró las funciones cognitivas de las personas con Alzheimer. De ahí la importancia de buscar otros caminos que expliquen la neurodegeneración”, destaca el investigador.

El legado de Carl Sagan

Durante su infancia, en barrio Los Naranjos, Lucas jugaba con experimentos en el taller de su abuelo Pepe y solía ver Cosmos con su abuelo Mario. Los programas de Carl Sagan que hablaban sobre ADN y evolución llamaban su atención.

Más tarde, gracias al apoyo de su padre Héctor –operario en la Renault y chofer de colectivo– y de su mamá Graciela –repositora de café La Morenita–, logró egresarse de médico en la Universidad Nacional de Córdoba. Lucas integró la primera generación de catedráticos de su familia. Corría agosto de 2003, plena poscrisis económica y social.

“Las residencias se abrían recién al año siguiente y yo tenía urgencia por trabajar. Aunque me gustaba la clínica, me incliné por la investigación, que también me interesaba por los programas de televisión que veía con mi abuelo. Así comencé a golpear puertas hasta que logré entrar al grupo de Santiago Quiroga, de la Facultad de Ciencias Químicas”, cuenta Lucas.

Con Quiroga como mentor y Alfredo Cáceres como codirector de tesis, logró su doctorado en Ciencias Químicas investigando la relevancia de un receptor particular en el crecimiento y desarrollo de los axones en las neuronas. Más tarde viajó a Denver, Colorado, y comenzó a estudiar el rol de la proteína APP durante el neurodesarrollo.

Al regresar a la Argentina, se incorporó a la carrera de investigador y viajó luego –con el apoyo de su compañera Laura– a Massachusetts, Estados Unidos, donde colaboró en el Laboratorio de Jeanne Lawrence y continuó investigando el rol de la proteína APP durante el neurodesarrollo en el Síndrome de Down.

Coincidencias con el Síndrome de Down

Haciendo experimentos con células madres diferenciadas con Síndrome de Down, observó que el exceso de la proteína APP reduce la capacidad de generar neuronas.

La proteína APP juega un rol fundamental en las investigaciones sobre Alzheimer porque genera un fragmento llamado “beta amiloide” que –al acumularse y desarrollar placas– es un signo distintivo, tanto para Alzheimer como Síndrome de Down.

Un exceso en la expresión de la proteína APP puede explicar en parte por qué las personas con Síndrome de Down desarrollan Alzheimer en forma anticipada. En estos individuos, la molécula se encuentra en el cromosoma 21, con sus tres copias en lugar de dos.

Sosa estudiará también el funcionamiento de la proteína tau que se encuentra unida al citoesqueleto de la célula. Si aparece otra proteína que agrega fosfato en ciertas regiones, tau se separa del esqueleto y queda como flotando en el citoplasma de la célula. Se empieza a plegar y a agregar en forma de ovillos llamados “neurofibrillas de tau”, lesionando estructuras y dificultando la sinapsis.

Estudios precursores de Alfredo Cáceres –exdirector del Instituto Mercedes y Martín Ferreyra– demostraron en Córdoba que la proteína de tau era necesaria para el crecimiento de las neuronas.

Cuando hay un exceso en la incorporación de fosfatos en la proteína tau (o este fosfato no puede ser removido) se empiezan a formar ovillos. A las células les cuesta digerirlos. Se empieza a atrofiar el esqueleto celular y las estructuras que comunican a las neuronas. El “vecindario” se desorganiza.

“Hay varios caminos para explicar este proceso. Mi hipótesis es que se generan por el exceso de la proteína APP”, agrega Sosa.

Métodos de investigación

Para el modelo de trabajo se usarán células madre humanas inducidas donadas del laboratorio de Lawrence.
Los cultivos se realizarán en el nuevo edificio recientemente inaugurado del Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba (Ciquibic), y las técnicas de análisis, con el “súper microscopio” recientemente adquirido por la UNC en el Centro de Micro y Nanoscopía de Córdoba (Ceminco).

Estas investigaciones aportarán conocimiento sobre la enfermedad y permitirán diseñar nuevos tratamientos, algo fundamental “porque la población está envejeciendo y la frecuencia de estas patologías va a aumentar”, señala el investigador.

El estudio también sumará respuestas para las personas con Síndrome de Down. “Además del déficit cognitivo, de manera invariable desarrollan Alzheimer en forma precoz. Estos procesos que estamos estudiando seguramente mejorarán la calidad de vida de estas personas y sus familias”.

Teniendo en cuenta la crisis que atraviesa la ciencia en el país por el recorte presupuestario decidido a nivel nacional, en sus términos, este subsidio genera un alivio. Como “agua fresca en medio del desierto”.

Sobre el premio

El subsidio fue otorgada por la Alzheimer’s Association: @alzassociation #ALZFunded #ENDALZ

Este es el tercer premio que la asociación entrega en nuestra provincia. Los dos anteriores fueron Anahí Bignante y Mariano Bisbal, del Instituto Mercedes y Martín Ferreyra de Córdoba.

Los fondos serán administrados por la Fundación de Ayuda a la Investigación Química, de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba.

Antecedentes. En Córdoba, científicos pioneros realizaron avances en materia de neurodesarrollo: Alfredo Cáceres, Santiago Quiroga, Beatriz Caputto, Marta Hallak, Mario Guido y Alfredo Lorenzo (en Alzheimer), entre otros. Ahora, una nueva generación de investigadores aportará más conocimiento en esta rama de la ciencia.