Cada célula del organismo es una especie de fábrica donde constantemente se producen y desensamblan proteínas. Cualquier cambio o lapso en la fase de producción o reciclaje puede provocar enfermedades graves. Se sabe que las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), por ejemplo, van acompañadas de una acumulación anormal de proteínas en las neuronas. Sin embargo, aún se desconoce el desencadenante de esta acumulación.

Ahora, investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio (Japón) han identificado, recientemente, cómo las proteínas se acumulan de manera anormal en las neuronas, una característica de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Para su investigación utilizaron moscas de la fruta para demostrar que el agotamiento de las mitocondrias en los axones puede conducir directamente a la acumulación de proteínas. Al mismo tiempo, se encontraron cantidades significativamente elevadas de una proteína llamada eIF2β. 

El equipo dirigido por el profesor asociado Kanae Ando de la Universidad Metropolitana de Tokio se marcó como objetivo determinar las causas de la acumulación anormal de proteínas mediante el estudio de la mosca de la fruta Drosophila, un organismo modelo comúnmente estudiado que tiene muchas similitudes clave con la fisiología humana.

Se centraron en la presencia de mitocondrias en los axones, los largos apéndices en forma de zarcillos que se extienden desde las neuronas y forman las conexiones necesarias que permiten que las señales se transmitan dentro de nuestro cerebro. Se sabe que los niveles de mitocondrias en los axones pueden disminuir con la edad y durante el progreso de las enfermedades neurodegenerativas.

De esta forma, el equipo descubrió que el agotamiento de las mitocondrias en los axones tiene una relación directa con la acumulación de proteínas.

Utilizaron modificación genética para suprimir la producción de Milton, una proteína clave en el transporte de mitocondrias a lo largo de los axones. Se descubrió que esto conducía a la acumulación de niveles anormales de proteínas en las neuronas de la mosca de la fruta, como resultado de la degradación de la autofagia, el reciclaje de proteínas en las células.

Mediante análisis proteómico, pudieron identificar una regulación positiva significativa en eIF2β, una subunidad clave del complejo proteico eIF2 responsable del inicio de la producción (o traducción) de proteínas. También se encontró que la subunidad eIF2α estaba modificada químicamente. Ambos problemas obstaculizan la acción saludable de eIF2.

Según los investigadores, suprimiendo artificialmente los niveles de eIF2β podría restaurar la autofagia perdida y recuperar parte de la función neuronal que se vio afectada debido a la pérdida de mitocondrias axonales. Esto no sólo muestra que el agotamiento de las mitocondrias en los axones puede causar una acumulación anormal de proteínas, sino que  sucede mediante la regulación positiva de eIF2β.

Los hallazgos obtenidos representan un nuevo paso en el desarrollo de terapias para combatir este tipo de enfermedades tan graves.