Se encuentran las raíces moleculares del síndrome de Down

Investigadores del Instituto de Investigación Médica Sanford-Burnham, en Estados Unidos, han descubierto que el cromosoma heredado en el síndrome de Down afecta al aprendizaje y la memoria, ya que conduce a bajos niveles de una proteína llamada nexina 27 o SNX27 en el cerebro, cuya producción es inhibida por una molécula codificada en el cromosoma 21.

El estudio, publicado este domingo en la revista 'Nature Medicine', muestra que SNX27 se reduce en el cerebro humano con el síndrome de Down. Con la copia extra del cromosoma 21, una persona con síndrome de Down produce menos proteína SNX27, que a su vez altera la función cerebral, por lo que los investigadores mostraron que la restauración de SNX27 en ratones con síndrome de Down mejora su función cognitiva y conducta.

"En el cerebro, SNX27 mantiene ciertos receptores en la superficie celular de receptores que son necesarios para que las neuronas disparen correctamente", explicó Huaxi Xu, profesor en el Centro de Neurociencia E.Webb sobre Envejecimiento e Investigación de Células Madre en Sanford-Burnham y autor principal del estudio. "Así que, en el síndrome de Down, creemos que la falta de SNX27, al menos en parte, tiene la culpa de los problemas de desarrollo y cognitivo", agrega.

Xu y sus colegas comenzaron a trabajar con los ratones que carecen de una copia del gen SNX27 y hallaron que esos roedores eran en su mayoría normales, pero encontraron algunos defectos importantes en el aprendizaje y la memoria, así que el equipo investigó más a fondo para determinar qué efecto tendría SNX27.

Los investigadores encontraron que SNX27 ayuda a mantener los receptores de glutamato en la superficie celular en las neuronas. Las neuronas necesitan receptores de glutamato para poder funcionar correctamente, por lo que con menos SNX27, los ratones tenían menos receptores de glutamato activos y el aprendizaje y la memoria deteriorados.

A continuación, el equipo pensó en el síndrome de Down. Los ratones deficientes de SNX27 compartían algunas características con el síndrome de Down, por lo que echaron un vistazo a los cerebros humanos con la enfermedad, lo que confirmó la importancia clínica de los hallazgos de su laboratorio: los humanos con síndrome de Down tienen niveles significativamente más bajos de SNX27.

Tras esto, Xu y sus colegas se preguntaron cómo bajos niveles de SNX27 y el síndrome de Down están conectados y si el cromosoma 21 extra podría codificar algo que afecta a los niveles SNX27. Estos expertos hallaron que el cromosoma 21 codifica un microARN particular, llamado miR-155, y que en los cerebros humanos con síndrome de Down, el aumento de los niveles de miR-155 se correlaciona casi perfectamente con la disminución de SNX27

De este modo, Xu y su equipo llegaron a la conclusión de que, debido a la copia adicional del cromosoma 21, los cerebros de las personas con síndrome de Down producen excedentes de miR-155, que por medios indirectos disminuye los niveles de SNX27, que a su vez reduce los receptores de glutamato. A través de este mecanismo, el aprendizaje, la memoria y la conducta se deterioran.

El equipo utilizó un virus no infeccioso como vehículo de suministro para introducir nuevas SNX27 humanas en los cerebros de ratones con síndrome de Down. "Todo vuelve a la normalidad después del tratamiento con SNX27. Es increíble, primero vemos a los receptores de glutamato volver y entonces el déficit de memoria se repara en nuestros ratones con síndrome de Down", afirma Xin Wang, estudiante graduado en el laboratorio de Xu, autor principal del estudio.

"Sin embargo, la terapia genética de esta especie en realidad no se ha analizado detalladamente en los seres humanos. Así que ahora estamos realizando el cribado de moléculas pequeñas para buscar algunas que podrían aumentar la producción de SNX27 o su función en el cerebro", concluye este experto.