La falta de proteïna priònica cel·lular pot provocar símptomes d’epilèpsia i dèficits d’aprenentatge

La proteïna priònica cel·lular (PrPC), una molècula situada a la superfície de les cèl·lules neuronals, es troba desequilibrada en persones que pateixen malalties neurodegeneratives com ara Alzheimer o la malaltia de Parkinson. Tanmateix, el coneixement sobre la participació de la PrPC en aquestes patologies contrasta amb les abundants dades documentades sobre el seu rol natural i promotor de la salut neuronal.

Ara, un estudi publicat a la revista BMC Biology revela que l’absència de PrPC perjudica funcions cognitives com l’aprenentatge associatiu i la memòria, i produeix un comportament semblant a l’ansietat en models murins. Segons el treball, la deficiència de PrPC també comporta una susceptibilitat més alta a les convulsions epilèptiques en aquests ratolins.

El treball l’ha dut a terme un equip liderat pel catedràtic José Antonio del Río, de la Facultat de Biologia i l’Institut de Neurociències (UBNeuro) de la UB, l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) —amb seu al Parc Científic de Barcelona— i el Centre d’Investigació Biomèdica en Xarxa sobre Malalties Neurodegeneratives (CIBERNED). També hi participen equips de la Facultat de Física, la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, l’Institut de Sistemes Complexos (UBICS) de la UB, l’IDIBELL, la Universitat Pablo de Olavide de Sevilla i l’Hospital Universitari de Zuric (Suïssa).

La proteïna PrPC: funció neuroprotectora i reguladora

l treball aporta nous coneixements sobre la funció real de la proteïna PrPC en la fisiologia neuronal. En alguns estudis, aquesta molècula s’ha descrit com a protectora per al cervell, mentre que en d’altres la seva expressió s’ha associat a una susceptibilitat més alta a la neurotoxicitat. Aquestes inconsistències s’expliquen principalment per l’absència de models de ratolins adequats i ben caracteritzats per desenvolupar les recerques. En aquest context, l’equip liderat pel catedràtic José Antonio del Río ha treballat intensament durant els darrers cinc anys amb un nou model de ratolí transgènic sense PrPC generat mitjançant la tecnologia de nucleasa d’efector similar a un activador transcripcional (TALEN).

«Els equips investigadors han treballat durant dècades amb ratolins modificats amb PrPC sense conèixer, però, l’impacte d’aquesta modificació en la seva salut, a causa d’alguns inconvenients tècnics que presentaven els models desenvolupats anteriorment», explica José Antonio del Río. I precisa: «Mitjançant uns ratolins eliminadors de la PrPC generats amb TALEN, ara hem descobert que els animals que no expressen la proteïna presenten símptomes semblants a l’epilèpsia i una deficiència en l’aprenentatge i la memòria que reforcen la idea que la proteïna té un paper en aquests processos. Aquesta descoberta pot ajudar a comprendre els efectes de la disminució de la PrPC observada en algunes malalties neurodegeneratives en humans».

En el marc de l’estudi, l’equip va fer un conjunt complet de proves de condicionament conductual i operant per avaluar la memòria i les capacitats d’aprenentatge del ratolins, a més de seqüenciar l’ARN, analitzar la xarxa de neurones in vitro i obtenir dades electrofisiològiques in vivo. Els resultats van revelar una clara disminució de la motilitat, deficiències en l’aprenentatge del condicionament operant i un comportament relacionat amb l’ansietat en els animals sense PrPC.

Les conclusions indiquen que la proteïna PrPC afavoreix la formació de xarxes neuronals i la connectivitat, intervé en la funció sinàptica i protegeix també de l’excitotoxicitat. La supressió de la PrPC pot ser la base d’un cervell susceptible a l’epilèpsia, que no és capaç de fer tasques cognitives gaire exigents, com ara l’aprenentatge associatiu, i que presenta comportaments semblants a l’ansietat.

Aquest estudi ha rebut el suport de La Caixa Research, el projecte PRPSEM del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, el CIBERNED, el programa CERCA i la Comissió d’Universitats i Recerca de l'anterior Departament d’Innovació, Universitats i Empresa de la Generalitat de Catalunya.

 

Article de referència:

Matamoros-Angles, A.; Hervera, A.; Soriano, J.; Martí, E.; Carulla, P.; Llorens, F.; Nuvolone, M.; Aguzzi, A.; Ferrer, I.; Gruart, A.; Delgado-García, J. M.; Del Río, J. A. «Analysis of co-isogenic prion protein deficient mice reveals behavioral deficits, learning impairment, and enhanced hippocampal excitability». BMC Biology, gener de 2022. DOI: 10.1186/s12915-021-01203-0