Investigadores de la Universidad de Extremadura y del Centro Nacional de Biotecnología han relacionado, mediante la inducción de estrés hiperosmótico, la acción de la proteasa caspasa-3 sobre la agregación de la proteína Tau, marcador de enfermedad neurodegenerativa
Tau es una proteína que forma parte de los microtúbulos celulares y que, gracias a su asociación con la proteína Tubulina, favorece el alargamiento y estabilidad de estas estructuras tubulares. Por ello, Tau juega un papel importante en los procesos de mitosis celular y en aquellas configuraciones celulares muy largas como el axón neuronal.
La proteína Tau está implicada en la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer y otras taupatías relacionadas con trastornos neurodegenerativos, tales como, la demencia frontotemporal, la demencia senil y la enfermedad de Huntington. Todas estas patologías tienen en común la presencia de agregados de Tau. “Estudios post mortem han confirmado la agregación de la proteína Tau formando cúmulos, así como, la muerte neuronal en esa zona del cerebro”, explica el investigador de la UEx, Francisco Centeno. A través del modelo in vitro de las células de neuroblastoma SH-SY5Y, neuronas que tienen afectadas su división celular, los investigadores han observado que “si a estas células les inducimos un estrés hiperosmótico inducido por sorbitol, se produce la proteolisis de Tau. Y hemos demostrado que Tau es rota en su aminoterminal por una proteasa muy concreta, la caspasa-3”, afirma Centeno.
La desregulación de la osmosis celular, y por tanto de su permeabilidad, tiene lugar durante los procesos infecciosos e inflamatorios. Y es en estas condiciones, cuando la proteína Tau se rompe y tiende a agregarse, lo que constituye un marcador de enfermedad neurodegenerativa. El estrés hiperosmótico tiene la particularidad de que rompe la barrera hematoencefálica, permitiendo de esta manera la entrada de fármacos en el sistema nervioso, pero también en este caso, dispara la caspasa-3 que induce la agregación de Tau.
Los investigadores han confirmado, de manera indirecta, que la agregación de Tau está inducida por la proteólisis de caspasa-3, y que el estrés hipersomótico podría, por tanto, ser el origen de la muerte neuronal en las células SH-SY5Y. Apoptosis celular que se evita si se inhibe la actividad de caspasa-3. Los científicos están ahora estudiando, precisamente, cómo bloquear este mecanismo y la acción de la caspasa-3.
Referencia:
Marta Olivera Santa-Catalina, Montaña Caballero Bermejo, Ricardo Argent, Juan C. Alonso, Ana Cuenda, Maria Jesus Lorenzo, Francisco Centeno. “Hyperosmotic Stress Induces Tau Proteolysis by Caspase-3 Activation in SH-SY5Y Cells: Sorbitol-induced Tau proteolysis by caspase-32”. Journal of Cellular Biochemistry, May 2016 . DOI: 10.1002/jcb.25579
