Un estudio reciente realizado por científicos de la Universidad de Manchester, utilizando moscas de la fruta como modelo, ha identificado un mecanismo que podría explicar aspectos de la neurodegeneración que han desconcertado a los investigadores durante décadas.
Desde hace tiempo, se sabe que los trastornos neurodegenerativos hereditarios, como el Alzheimer, el Parkinson o la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), están relacionados con mutaciones genéticas. Sin embargo, los mecanismos que desencadenan estas enfermedades han permanecido sin respuesta.
En la última edición de la revista Current Biology, el profesor Andreas Prokop reveló que las llamadas ‘proteínas motoras’ podrían ofrecer respuestas clave en esta investigación.
La investigación del grupo Prokop se centra en las fibras nerviosas, también conocidas como axones. Los axones son delicados cables biológicos que transmiten mensajes entre el cerebro y el cuerpo para controlar nuestros movimientos y comportamiento. Es crucial que los axones sobrevivan y permanezcan funcionales durante toda nuestra vida.
Para sobrevivir a largo plazo, los axones albergan una compleja maquinaria celular. Esta maquinaria depende fundamentalmente del transporte de materiales desde los cuerpos celulares nerviosos distantes, un proceso realizado por las proteínas motoras que se desplazan a lo largo de finas fibras llamadas microtúbulos.
Si las mutaciones en los genes de las proteínas motoras impiden su capacidad para transportar carga, esto provoca la degeneración axonal, y muchas enfermedades neurodegenerativas hereditarias pueden rastrearse hasta tales mutaciones. No obstante, otra clase de mutaciones, también vinculadas a la neurodegeneración, causa una hiperactivación de las proteínas motoras, lo que significa que están constantemente activas y son incapaces de detenerse.
“Hasta ahora, ha sido difícil explicar por qué tanto las mutaciones que desactivan como las que hiperactivan las proteínas motoras pueden causar formas muy similares de neurodegeneración”, afirmó el profesor Prokop.
“Para encontrar respuestas, utilizamos moscas de la fruta, donde la investigación es rápida y rentable, y donde muchos de los genes humanos relevantes tienen equivalentes cercanos y desempeñan funciones similares en las células nerviosas. Aprovechando estas ventajas, pudimos demostrar que tanto las mutaciones que desactivan como las que hiperactivan las proteínas motoras provocan una patología similar en los axones: los haces de microtúbulos rectos se degradan en áreas de microtúbulos enrollados y desorganizados, similar a la diferencia entre espaguetis secos y cocidos.”
Investigaciones adicionales revelaron que las mutaciones hiperactivadoras y desactivadoras funcionan a través de dos mecanismos diferentes que finalmente convergen para inducir este enrollamiento:
Incluso en condiciones normales, el transporte de carga a lo largo de los microtúbulos genera daños, como los baches causados por los coches, y esto requiere mecanismos de mantenimiento para reparar y reemplazar los microtúbulos. El equilibrio entre el daño y la reparación se altera si las proteínas motoras se hiperactivan o si falla la maquinaria de mantenimiento, lo que lleva al enrollamiento de los microtúbulos como señal de degeneración axonal.
Prokop explicó: “En este escenario, se podría suponer que las mutaciones desactivadoras causan menos enrollamiento porque hay menos tráfico dañino. Sin embargo, menos tráfico agota el suministro a la maquinaria axonal, lo que desencadena una condición conocida como estrés oxidativo. Pudimos demostrar que el estrés oxidativo afecta el mantenimiento de los microtúbulos y conduce al mismo tipo de enrollamiento de microtúbulos que se observa con la hiperactivación de las proteínas motoras.”
“Estos hallazgos sugieren una relación circular a la que hemos llamado el ‘ciclo de dependencia de la homeostasis axonal’, proponiendo que el mantenimiento axonal requiere una maquinaria de transporte basada en microtúbulos y proteínas motoras que, a su vez, depende de este transporte.”
Cualquier mutación genética que afecte a la maquinaria axonal de forma que cause estrés oxidativo o que perturbe el equilibrio entre el daño y la reparación de los microtúbulos puede romper este ciclo. Esto puede explicar un enigma de larga data en el campo: por qué casi cualquier clase de enfermedad neurodegenerativa puede ser causada por mutaciones en una amplia gama de genes vinculados a funciones celulares muy diferentes.
Añadió: “El trabajo paralelo de mi grupo apoya firmemente el modelo del ciclo de dependencia. Es importante destacar que, dado que la composición genética fundamental de las moscas de la fruta y los humanos es sorprendentemente similar, es muy probable que nuestros hallazgos se repliquen en humanos, y ya existen buenas indicaciones al respecto.”
Referencia: Liew YT, Owens M, Bailey DMD, et al. Loss and gain of motor protein function cause microtubule bundle damage in Drosophila axons. Current Biology. 2026. doi: 10.1016/j.cub.2025.12.038
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