Perspectivas genéticas sobre la enfermedad de Parkinson
Nuevos hallazgos revelan el papel del gen RAB32 en el riesgo de enfermedad de Parkinson.
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Tabla de contenidos
- Factores Genéticos en la Enfermedad de Parkinson
- El Gen RAB32 y Su Papel
- Familias Afectadas por la Mutación RAB32
- Encontrando Más Casos de la Mutación RAB32
- Ancestría y Antecedentes Genéticos
- Cómo Funciona RAB32
- Prediciendo el Impacto de la Mutación
- Interacción con Otras Proteínas
- Co-localización con PINK1
- Resumen de Hallazgos
- Fuente original
- Enlaces de referencia
La Enfermedad de Parkinson (EP) es una condición que afecta el sistema nervioso y avanza con el tiempo. Se produce por la pérdida de células cerebrales específicas que producen dopamina, una sustancia química esencial para movimientos suaves y coordinados. Las personas con Parkinson a menudo experimentan temblores, rigidez y dificultades con el equilibrio y la coordinación. No se comprende del todo por qué algunas personas desarrollan la enfermedad, pero la genética y factores ambientales pueden jugar un papel.
Factores Genéticos en la Enfermedad de Parkinson
Las investigaciones indican que la genética puede contribuir a la enfermedad de Parkinson. Estudios han mostrado que entre el 19% y el 37% del riesgo de desarrollar EP se puede relacionar con factores genéticos. Esto significa que, aunque los genes son importantes, no son la única razón por la que alguien podría tener Parkinson. Los científicos están trabajando para identificar nuevos genes relacionados con la enfermedad para entender mejor cómo funciona y cómo podría ser tratada.
Algunos genes asociados con Parkinson incluyen alfa-sinucleína (SNCA), Parkin y PINK1. Las Mutaciones en estos genes pueden causar problemas con la capacidad del cerebro para funcionar correctamente. Por ejemplo, la alfa-sinucleína está involucrada en la formación de grumos que dañan las células cerebrales, mientras que Parkin y PINK1 están vinculados a la salud de las mitocondrias, que son las fábricas de energía de las células.
El Gen RAB32 y Su Papel
Un estudio reciente se centró en un gen llamado RAB32, que pertenece a un grupo de genes conocidos como RAB GTPasas. Estos genes juegan un papel crucial en ayudar a las células a transportar materiales dentro de sí mismas. Al observar familias con múltiples casos de Parkinson, los investigadores encontraron un cambio específico en el gen RAB32 (conocido como Ser71Arg) que parecía estar relacionado con la enfermedad.
Examinaron muestras de sangre de 130 familias donde varias personas habían sido diagnosticadas con Parkinson. A través de pruebas genéticas avanzadas, identificaron varios cambios en RAB32 y encontraron que el cambio Ser71Arg coexistía con la enfermedad entre algunos miembros de la familia. Esto sugiere que este cambio específico podría aumentar el riesgo de desarrollar Parkinson.
Familias Afectadas por la Mutación RAB32
Los investigadores observaron el cambio Ser71Arg en tres familias con Parkinson de inicio tardío. En estas familias, ciertos individuos tenían síntomas como temblores y problemas cognitivos. El patrón de herencia en estas familias mostraba que la mutación en RAB32 se transmitía a lo largo de las generaciones.
En una familia, dos hermanos tenían la mutación y desarrollaron síntomas a edades similares. Otra familia, donde primos tenían la mutación, también reportó problemas de movimiento y cognición. Curiosamente, algunos miembros de la familia que tenían la mutación no mostraron síntomas de la enfermedad, lo cual es una característica común en condiciones genéticas conocidas como penetrancia incompleta.
Encontrando Más Casos de la Mutación RAB32
Para entender cuán común podría ser la mutación Ser71Arg de RAB32 en personas con Parkinson, los investigadores miraron a un grupo más grande de individuos con la enfermedad. Encontraron varios más casos de personas con la misma mutación. En total, identificaron 16 individuos que tenían el cambio RAB32 y mostraron síntomas típicos de la enfermedad de Parkinson.
Muchos de estos individuos respondieron bien a los tratamientos usados para Parkinson, lo que ayuda a aliviar algunos síntomas. La edad promedio de aparición para estos pacientes fue alrededor de 54 años, pero varió desde los 31 hasta los 81.
Ancestría y Antecedentes Genéticos
El estudio también reveló que las personas con la mutación Ser71Arg de RAB32 parecían compartir una ascendencia común. Sus rasgos genéticos sugirieron que podrían haber descendido de un ancestro común. Este patrón es similar a lo que los investigadores han visto con otras mutaciones genéticas vinculadas a Parkinson, indicando que ciertas mutaciones pueden ser más prevalentes en poblaciones específicas.
Cómo Funciona RAB32
RAB32, al igual que otros en su familia, ayuda a gestionar el movimiento de materiales dentro de las células. El estudio mostró que RAB32 se encuentra en todo el cuerpo, incluyendo el cerebro. En el cerebro, está presente en las áreas afectadas por la enfermedad de Parkinson.
Biológicamente, RAB32 juega un papel en las respuestas inmunitarias y la eliminación de patógenos (agentes causantes de enfermedades). Se conecta a otras proteínas que ayudan a regular procesos dentro de las células. La mutación en RAB32 identificada puede interrumpir estas funciones, llevando potencialmente a problemas que contribuyen al Parkinson.
Prediciendo el Impacto de la Mutación
Los investigadores usaron modelos computacionales para predecir cómo el cambio de Serina a Arginina (Ser71Arg) podría impactar la función de la proteína RAB32. Encontraron que esta mutación podría obstaculizar cómo RAB32 interactúa con otras moléculas en la célula. Los resultados indicaron que la mutación podría aumentar la actividad de otra proteína vinculada a Parkinson, LRRK2.
Interacción con Otras Proteínas
LRRK2 es otra proteína que afecta la manera en que funcionan las neuronas. Se sabe que las mutaciones en LRRK2 también pueden llevar al Parkinson. Se piensa que la interacción entre RAB32 y LRRK2 es importante en el contexto de la enfermedad. Los investigadores encontraron que la mutación RAB32 aumentaba la actividad de LRRK2, lo que podría influir en el proceso de la enfermedad.
Co-localización con PINK1
El estudio examinó cómo RAB32 interactúa con otra proteína llamada PINK1, que también está conectada al Parkinson. Encontraron que RAB32 estaba muy cerca de PINK1 en las células, y esta relación se vio afectada por la mutación Ser71Arg. Esto sugiere que RAB32 podría jugar un papel en cómo PINK1 funciona, lo cual es vital para proteger a las células del daño.
Resumen de Hallazgos
Esta investigación destaca la importancia del gen RAB32 para entender la enfermedad de Parkinson. La identificación de la mutación Ser71Arg en múltiples familias sugiere una base genética para algunos casos de EP. Es un paso importante hacia descubrir las complejidades de la enfermedad, que involucra una combinación de factores genéticos y ambientales.
El descubrimiento de esta mutación aclara posibles vías que podrían ser objeto de terapias futuras. Al entender mejor cómo RAB32 y las proteínas relacionadas funcionan en el cerebro, los investigadores podrían desarrollar nuevas estrategias para tratar o incluso prevenir la enfermedad de Parkinson.
A medida que la ciencia sigue avanzando, hallazgos como estos allanan el camino para avances en nuestro enfoque de las enfermedades neurodegenerativas. La investigación continua será esencial para aclarar el papel exacto de RAB32 y sus conexiones con otras proteínas vinculadas a la enfermedad de Parkinson, así como para encontrar tratamientos efectivos que mejoren la vida de los pacientes.
Título: A pathogenic variant in RAB32 causes autosomal dominant Parkinsons disease and activates LRRK2 kinase
Resumen: BackgroundParkinsons disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder. Mendelian forms have revealed multiple genes, with a notable emphasis on membrane trafficking; RAB GTPases play an important role in PD as a subset are both regulators and substrates of LRRK2 protein kinase. To explore the role of RAB GTPases in PD, we undertook a comprehensive examination of their genetic variability in familial PD. MethodsAffected probands from 130 multi-incident PD families underwent whole-exome sequencing and genotyping, Potential pathogenic variants in 61 RAB GTPases were genotyped in relatives to assess disease segregation. These variants were also genotyped in a larger case-control series, totaling 3,078 individuals (2,734 with PD). The single most significant finding was subsequently validated within genetic data (6,043 with PD). Clinical and pathologic findings were summarized for gene-identified patients, and haplotypes were constructed. In parallel, wild-type and mutant RAB GTPase structural variation, protein interactions, and resultant enzyme activities were assessed. FindingsWe found RAB32 c.213C>G (Ser71Arg) to co-segregate with autosomal dominant parkinsonism in three multi-incident families. RAB32 Ser71Arg was also significantly associated with PD in case-control samples: genotyping and database searches identified thirteen more patients with the same variant that was absent in unaffected controls. Notably, RAB32 Ser71Arg heterozygotes share a common haplotype. At autopsy, one patient had sparse neurofibrillary tangle pathology in the midbrain and thalamus, without Lewy body pathology. In transfected cells the RAB32 Arg71 was twice as potent as Ser71 wild type to activate LRRK2 kinase. InterpretationOur study provides unequivocal evidence to implicate RAB32 Ser71Arg in PD. Functional analysis demonstrates LRRK2 kinase activation. We provide a mechanistic explanation to expand and unify the etiopathogenesis of monogenic PD. FundingNational Institutes of Health, the Canada Excellence Research Chairs program, Aligning Science Across Parkinsons, the Michael J. Fox Foundation for Parkinsons Research, and the UK Medical Research Council.
Autores: Emil K Gustavsson, J. Follett, J. Trinh, S. K. Barodia, R. Real, Z. Liu, M. Grant-Peters, J. D. Fox, S. Appel-Cresswell, J. A. Stoessl, A. Rajput, A. H. Rajput, R. Auer, R. Tilney, M. Sturm, T. B. Haack, S. Lesage, C. Tesson, A. Brice, C. Vilarino-Gueell, M. Ryten, M. S. Goldberg, A. B. West, M. T. Hu, H. R. Morris, M. Sharma, Z. Gan-Or, B. Samanci, P. Lis, T. Tocino, R. Amouri, S. Ben Sassi, F. Hentati, F. Tonelli, D. R. Alessi, M. J. Farrer
Última actualización: 2024-01-18 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.24300927
Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.24300927.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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