Otro ejemplo de lucha en la Esclerosis Lateral Amiotrófica

Muchos conocemos esta enfermedad gracias a una de las mentes más brillantes de los últimos tiempos: Stephen Hawking. Así pudimos ver de lo que es capaz este transtorno. Sin embargo también fuimos testigos de que esta condición no detuvo al científico en su producción de conocimiento.

Sin duda es un notable ejemplo de lucha, pero no es el único

Jason Becker lleva cerca de 25 años luchando contra este terrible padecimiento. Mostró ser un prodigio de la guitarra a sus 15 años, continuó cultivando su talento y comenzó a ser reconocido mundialmente, hasta que a los 20 años fue diagnosticado de Esclerosis Lateral Amiotrófica. A pesar de perder poco a poco su capacidad para tocar la guitarra, jamás perdió su ánimo característico y con un esfuerzo conjunto de amigos y su familia, pudo seguir componiendo, plasmando su trabajo en un álbum en 1996 llamado "Perspective". Los médicos le dieron 3 años de vida, pero Jason Becker aún no ha muerto. Toda su vida está recopilada en este documental:

Estos dos ejemplos nos muestran que el espíritu humano no se doblega ante las circunstancias y es capaz de elevar su mente y su alma más allá de cualquier tipo de limitación. Nos motiva a luchar en cada uno de nuestros lugares y a seguir caminando

Terapia génica y celular para Esclerosis Lateral Amiotrófica

Siendo un tratamiento todavía en experimentación, la medicina pone su confianza en este innovador procedimiento, la Terapia Celular, para poder enfrentar una enfermedad degenerativa como la Esclerosis Lateral Amiotrófica. Se han usado células de diferentes orígenes, pero las que más llaman la atención son células neuronales del bulbo olfatorio y del hipocampo que actúan como células madre neuronales proliferando toda la vida. Éstas podrían diferenciarse en motoneuronas y podrán servir para compensar las zonas dañadas. Otra estrategia es disminuir la afección y la degeneración neuronal con otro tipo de células; ésto se intentó introduciendo células de Sertoli testiculares en zonas medulares afectadas y en degeneración, mostrando disminución de la velocidad de atrofia.

El principal problema es el poder llegar a las zonas donde hay la afección, debido a la nobleza y a la delicadeza del tejido nervioso, sin embargo se siguen estudiando nuevas maneras para poder mejorar los efectos de esta terapia.

Bibliografía:

• http://www.elaandalucia.es/htdocs/web-test/webEla/images/pdfs/ultimosavances/terapia%20celular%20en%20la%20ela.pdf
• http://www.elsevier.es/es/revistas/neurologia-295/terapia-celular-esclerosis-lateral-amiotrofica-ciencia-controversia-13167408-editorial-2010

Transgénicos en la investigación de ELA

Los transgénicos en la Esclerosis Lateral Amiotrófica juegan un papel muy importante en la investigación de los mecanismos fisiopatológicos y de la eficacia y ventajas de los diferentes tratamientos desarrollados, ya que se utiliza modelos de enfermedad animales que, genéticamente manipulados, se les otorga un gen que provoca Esclerosis Lateral Amiotrófica (como es el caso del gen SOD1) o alguna variante genómica de estos genes para evaluar la afección que provocan. También se emplean tratamientos en fase en investigación de estos modelos de enfermedad. Se utilizan principalmente ratones por su semejanza genómica con el ser humano.

Bibliografía:

• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S021348531000023X
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S021348531000160X

Estudio de Esclerosis Lateral Amiotrófica apoyado en el ADN recombinante

Se están usando diversos mecanismos para apoyar las investigaciones sobre las causas y los procesos de patogénesis de la Esclerosis Lateral Amiotrófica. Uno de éstos mecanismos es el ADN recombinante. Recientemente, se usó ratones transgénicos, donde se usó ADN recombinante, a los cuales se les insertó un gen mutante de la Superóxido Dismutasa (la cual está mutada en la ELA familiar) que poseía un intercambio Gly-93 ---> Ala. Éstos ratones al expresar este gen, manifestaron ELA. Se comparó este mutante G93A, la enzima mutada en ELAf y una enzima de caracter salvaje en la población y se vió que el mutante G93A no causaba daño por deficiencia en la función, sino por la ganancia de una función, que aumentaba la producción de radicales libre, Con este indicio entenderemos mejor cómo actúa una Superóxido dismutasa con mutación en las células nerviosas.motoras.

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.pnas.org/content/93/12/5709.short

El ADN recombinante en la naturaleza

Cuando hablamos de ADN recombinante, no sólo estamos refiriéndonos al que se realiza artificialmente y con el objetivo de buscar un gen con una característica que nos resulta beneficiosa para amplificar y aprovechar; podemos hallar ejemplos de recombinación genética en la naturaleza y en nuestro entorno. Mezclas genéticas, recombinaciones, adiciones y muchos otros procesos se están dando en células de organismos superiores (como en la meiosis) y en células menos evolucionados y unicelulares como las bacterias. Aquí hablaremos precisamente de éstos microorganismos.

En las bacterias hay constantemente transferencia de material genético, suele ocurrir para ganar una característica de resistencia o de virulencia específica y así asegurar su supervivencia. Podemos verlo claramente en la conjugación, donde dos bacterias comparten entre sí un plásmido, que lo incorporan a su juego genético. Así sucede también con la transformación, donde se incorpora un fragmento de ADN en buen estado a la bacteria y así aprovechar su información. Dentro de las bacterias también se sufre recombinación genética cuando reciben porciones de ADN de un bacteriófago que extrajo anteriormente ADN de otra bacteria.

Los tres mecanismos de recombinación genética bacteriana. De izquierda
a derecha: transformación, conjugación y transducción.

BIBLIOGRAFÍA:

• http://pendientedemigracion.ucm.es/info/genetica/grupod/Recoproc/Recoproc.htm
• http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718-48162009000200014&script=sci_arttext

Análisis de Microarray para Esclerosis Lateral Amiotrófica

Para el estudio de la fisiopatología de la Esclerosis Lateral Amiotrófica Esporádica con respecto a los genes involucrados, se utilizaron muestras de médulas espinales post mortem en los segmentos L3-L5, donde se realizó un reconocimiento y enlistamiento molecular, continuando con un análisis de Microarray de cDNA. Una PRC de Tiempo Real mostró que los genes afectados en ELA esporádica fueron los que codifican para Dorfina, 3-Metalotioneina, Factor asociado a la proteína de unión a la caja TATA de 30kDa, Neugrina, Proteina semejante a ubiquitina 5 y la Proteina 8 asociada al factor inhibidor de macrófagos. Estos resultados indican que los genes involucrados con el Sistema de proteosomas de Ubiquitina, Toxicidad oxidativa, Transcripción, Diferenciación neuronal y la Inflamación pueden estar relacionados en la patogénesis de ELA esporádica.

Resultados del análisis de Microarray. Se utilizaron dos tintas fluorescente:
Cy3 y Cy5 juntas. Una baja regulación da un color rojo por mayor afinidad
del Cy5 (clon 1) y una alta regulación da un color verde por mayor afinidad del
Cy3 (clon VII) en ELA esporádica.

Identificación de la expresión de los genes por medio de RT-PCR. Se encontró diferencias significativas de los clones 2, 3, 4, 7, 8 y 11 comparado con el control.

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014579302035469
• http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1046/j.0953-816x.2001.01512.x/abstract
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867401002446
• http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ana.410410212/abstract;jsessionid=379A3CA72E18FCB341CB19F38EEC8FF1.d04t01

Análisis: Niveles afectados en Esclerosis Lateral Amiotrófica

NIVELES MOLECULARES AFECTADOS EN
ESCLEROSIS LATERAL AMIOTRÓFICA

A continuación explicaremos brevemente los mecanismos por los cuales la Esclerosis Lateral Amiotrófica puede manifestarse en el paciente, con sus diversos síntomas y en los diferentes niveles moleculares. Hay que poner mucha atención a los genes, los cuales pueden presentar una mutación que desencadene ELA o que predisponga a tener esta enfermedad de manera esporádica.

NIVEL	AFECCIÓN
GENÓMICO	1.       ALS2 (cromosoma 2q33.1) 2.       ANG (cromosoma 14q11.1-q11.2) 3.       C9orf72 (cromosoma 9p21.2) 4.       DCTN1 (cromosoma 2p13) 5.       FUS (cromosoma 16p11.2) 6.       SETX (cromosoma 9q34.13) 7.       SMN1 (cromosoma 5q13.2 8.       SOD1 (cromosoma 21q22.11) 9.       TARDBP (cromosoma 1p36.22) 10.    UBQLN2 (cromosoma Xp11.2)
EPIGENÓMICO	Stress oxidativo neuronal, agentes infecciosos, disfunción del sistema inmunitario, la herencia, las sustancias tóxicas, los desequilibrios metabólicos y la desnutrición
REPLICACIÓN	·         Alteración de la reparación del ADN por medio de helicasas en sectores codificantes importantes para la neurona: transporte axónico, enzimas, etc.6-1 ·         Alteración de elementos importantes para el ciclo celular y activación de apoptosis1
TRANSCRIPCIÓN	·         Alteración de proteínas de unión al ADN y alteración de la transcripción2-5-7-9
POST TRANSCRIPCIONAL	·         Splicing anómalo de mRNA5 ·         Producción de miRNA que conduce prematuramente al mRNA a degradación por los cuerpos de procesamiento5
TRADUCCIONAL	·         Disminución de producción de proteínas específicas para el funcionamiento neuronal3-8 ·         Gránulos de stress que no permiten llegar al mRNA a tiempo6
PROTEÓMICO	·         Proteínas anómalas para el transporte axónico.4-8 ·         Inclusiones citoplasmáticas degenerativas de proteínas mal traducidas o mal plegadas, con la respectiva ausencia de sus funciones 5-9 ·         Alteración de la degradación protéica por el mecanismo de la Ubiquitina y Ubiquilina10
RESULTADO	DEGENERACIÓN DE LAS NEURONAS MOTORAS Y POSTERIOR ATROFIA MUSCULAR.

BIBLIOGRAFÍA

• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1450/
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022510X09008892 
• http://ghr.nlm.nih.gov/condition/amyotrophic-lateral-sclerosis
• http://www.sciencemag.org/content/323/5918/1208.full
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/ALS2
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/ANG
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/C9orf72
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/DCTN1
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/FUS
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/SETX
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/SMN1
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/SOD1
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/TARDBP
• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/UBQLN2

El PCR como método de apoyo para la investigación de ELA

En una de las variantes de Esclerosis Lateral Amiotrófica: ALS4, se observó que varias familias presentaban algunos miembros con ELA, y todos presentaban anomalías en el cromosoma 9q34. Se ha utilizado la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) para identificar los genes afectados en este segmento cromosómico, así tambien como el vínculo que tienen entre estas familias. Se usó 340 exones del sector y 19 genes candidatos para mutación. Los 340 exones no mostraron daños en el cromosoma 9. Cuando se examinó la secuencia de los 19 genes candidatos, se halló una mutacion en uno de los exones del gen SETX para senataxina.

Explicación del procedimiento de PCR realizado
para la identificación del gen SETX mutado en
la variante ALS4 de Esclerosis Lateral Amiotrófica

Bibliografía:

• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1182077/
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/ 

Esclerosis Lateral Amiotrófica: Influencia de la Epigenética

Son diversos los mecanismos epigenéticos para el control de la expresión génica. Según nuevos estudios, éstos podrían tener un papel fundamental en el tratamiento de esta enfermedad, al igual que para otros transtornos neurodegenerativos, el cual consiste en la inhibición de Proteínas Desacetiladoras de Histona por medio de una Proteina Inhibidora de Desacetilasa de Histona llamada Fenilbutirato (PBA) en conjunto con un antioxidante catalítico AEOL 10150, aplicado a un modelo transgénico de ratón de Esclerosis Lateral Amiotrófica. Se constató que se logró una protección contra los agentes de stress oxidativo y de apoptosis en las neuronas, permitiendo ir pensando en una alternativa de terapia para la Esclerosis Lateral Amiotrófica familiar por mutación en el gen SOD1 que codifica la Superóxido Dismutasa de Cu/Zn.

Efecto de la acetilación y desacetilación de las histonas en las células
nerviosas. Estos procesos son muy importantes para la protección,
el crecmiento y tambien juegan un papel anti-inflamatorio.

Proceso de Metilación del ADN y Acetilación-Desacetilación de las Histonas.
Las dos juegan un papel imprescindible en la expresión genética, principalmente
en la trascripción y replicación.

Bibliografía:

• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166223609001337
• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16289867
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1474442209702625

La Traducción del RNA en Esclerosis Lateral Amiotrófica

Varios estudios se han realizado en torno a la relación de todo el metabolismo y función de RNA en las neuronas motoras de los pacientes con Esclerosis Lateral Amiotrófica. Existe gran evidencia de que en la mayoría de las personas que padecen ELA familiar, que incluyen principalmente mutaciones en los genes SETX, FUS/TLS, TDP-43, SOD1 y ANG, afectan directamente en el proceso de transcripción de genes y en el empalme del pre-mRNA, asi como también afecta a la traducción del RNA. Este daño a las proteínas de unión al RNA y sus efectos llevan directamente a una nueva visión de este trastorno como una anomalía del metabolismo del RNA para nuevos tratamientos y terapias.

Metabolismo del RNA en una neurona afectada por ELA,
se indican los puntos afectados, acentuando la transcripción
y la traducción.

Los poliribosomas contribuyen a la formación
y estabilización de los gránulos de stress (SG) para
afrontar el transtorno del metabolismo del
mRNA, formando ribosomas 48s.

Juegan un papel inportante los miRNA (micro RNA),
ya que para realizar su correcta función en la célula debe unirse
al FUS y al TDP-43 para unirse al mRNA y así dar la señal
para degradarlo. Si la unión es eficaz, el mRNA se degrada,
y si la unión es incompleta, el mRNA es destinado a los
gránulos de stress.

Bibliografía

• http://www.jns-journal.com/article/S0022-510X(09)00889-2/abstract
• http://www.nature.com/ng/journal/v38/n4/full/ng1742.html
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022510X09008892

Esclerosis Lateral Amiotrófica vista desde la Transcripción: Daños y Relación

Mutaciones encontradas en pacientes con ELA afectan de manera crucial en la regulación de la transcripción y de otras funciones genéticas y nucleares en las neuronas motoras espinales y cerebrales, provocando inclusiones de las proteínas anómalas codificadas por estos genes mutantes y la consecutiva degeneración celular. Éstos genes son el gen FUS para la proteína de uníón al RNA FUS (Fused in sarcoma) y el gen TARDP que codifica la proteína de unión al ADN TAR de 43 kDa (TDP-43). 

Inclusiones citoplasmáticas inmunoreactivas de la proteína FUS anómala 
detectadas en neuronas motoras inferiores. Aparte de pruebas para
mutación del gen FUS, también se realizó para otros genes en ELA
como el SOD1.

Células de la médula espinal de un paciente con ELA, con métodos
inmunoreactivos se localizó inclusiones de la proteína TDP-43
anómala con un defecto de fosforilación, esa es la explicación
de su amontonamiento citoplasmático.

 Bibliografía:

• http://www.sciencemag.org/content/323/5918/1208.full
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X06023187
• http://www.sciencemag.org/content/319/5870/1668.short

Genes desdecadenantes de ELA

La Esclerosis Lateral Amiotrófica no es de un solo origen, y debido a esto tenemos varias etiologías. Para algunas formas de ELA ya se han encontrado los genes anómalos, los principales son:

Identificación del gen SETX

• Gen SOD1: Codifica la Superóxido Dismutasa. Importante para las neuronas motoras.  Principalmente en ELA familiar. 

• Gen ALS2: Codifica instrucciones para proteína Alsina. Una de sus funciones es activar GTPasas en neuronas motoras del cerebro y médula espinal. Varias mutaciones se han encontrado en ELA juvenil, así como también en formas de ELA que aparecen en la niñez.

• Gen SETX: Codifica Senataxina en neuronas cerebrales y espinales. Importante helicasa que participa en corrección de DNA y producción de RNA. Mutaciones presentes en tipos de ELA familiar y juvenil

• Gen C9orf72: Codifica una proteína encontrada en varios tejidos. Ha sido ubicada en varios sectores del cerebro  y está presente en las neuronas cerca de la terminal presináptica y cerca del núcleo. Su mutación se manifiesta en ELA familiar.

Tambien encontramos anomalías en los genes TARDBP, FUS, ANG y VAPB.

Cabe recalcar que para ELA espontánea, puede estar presente una variante de cualquiera de estos genes mencionados anteriormente, y según estudios recientes, una variante del gen  FLJ10986 marcaría tendencia a la enfermedad en los pacientes. 

Bibliografía:

• http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=34048

• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/ALS2

• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/SETX

• http://ghr.nlm.nih.gov/gene/C9orf72

• http://ghr.nlm.nih.gov/condition/amyotrophic-lateral-sclerosis

• http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa070174

• http://archneur.jamanetwork.com/article.aspx?articleid=581269

• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1182077/

Pruebas para Esclerosis Lateral Amiotrófica

Siendo una enfermedad cuyas manifestaciones clínicas aparecen lenta y tardíamente y desde el principio son ya de gran impacto en el sistema nervioso periférico, este trastorno no nos permite diagnosticarlo antes del aparecimiento de sus signos y síntomas. Sin embargo, cuando se presume ELA, hay gran cantidad de pruebas que nos permiten identificarlo. Como principales tenemos:

Electromiograma, sirve como prueba
para gran cantidad de enfermedades
neurodegenerativas

• Tamizaje: Se utiliza el electroneuromiograma para verificar el estado de la transmisión y la actividad eléctrica, tanto de músculos como los nervios que los inervan.
  
  
• Confirmatoria: Son pruebas genéticas específicas que son de mayor utilidad para Esclerosis Lateral Amiotrófica familiar, buscando mutaciones del gen SOD1 para la Super Oxido Dismutasa.

Bibliografía y lugares de consulta para mayor información:

Esclerosis Lateral Amiotrófica:
http://espanol.ninds.nih.gov/trastornos/esclerosis_lateral_amiotrofica.htm
Estudios del gen SOD1 en ELA:
http://europepmc.org/abstract/MED/8351519/reload=0;jsessionid=xj4Gk6jF63aPDeux3o40.16
Electromiograma:
http://www.mapfre.com/salud/es/cinformativo/electromiogramas.shtml

Bienvenidos!

De parte del autor, se les da la más cordial bienvenida a todos los lectores que ávidos por buscar conocimiento e información sobre esta enfermedad han llegado hasta este blog. Les aseguro que todo lo que se publique será de gran utilidad para el entendimiento de la Esclerosis Lateral Amiotrófica. Aunque su nombre suene poco familiar, es una enfermedad que hemos visto frecuentemente. ¿Por qué? El físico teórico, cosmólogo y científico más importante de este siglo, el Dr. Stephen Hawking,  padece de este proceso degenerativo, el cual se lo diagnosticó a sus 21 años y desde entonces ha llevado una lucha intensa por sobrellevar las duras consecuencias de la degeneración de su sistema nervioso motor y de su sistema muscular.

La Esclerosis Laterial Amiotrófica sigue siendo una enfermedad que todavía no tiene un tratamiento efectivo y concreto que pueda decir que la "cure", sólo se han desarrollado maneras para hacer que la degeneración disminuya su velocidad y su agresividad, permitiendo brindar una mejor calidad de vida al paciente. Sin embargo, con el progreso del entendimiento de este síndrome y con los nuevos avances  en técnicas, terapias y tratamientos a nivel tisular, celular, genético y molecular, salen a la luz varias posibilidades que podrían asegurar una vía eficaz para poder tratarla. ¡Hay que seguir investigando!