Reseña

Parkinson & Leucemia:
Dos batallas, un solo frente de acción. 

Ganador Ciencias Exactas Físicas y Naturales - 2017

Autores: 
Carlos Vélez Pardo*, MSc, DSc (Coordinador) 
Marlene Jiménez-Del-Rio*; MSc, DSc  
Miguel Mendivil-Perez, MSc, DSc  
Angélica Roció Bonilla-Porras, MSc, DSc (c)
Héctor Flavio Ortega-Arellano, MSc, DSc (c)
Diana Quintero-Espinosa, MSc (c)
Cristian Camilo Ruiz-Moreno, MSc (c)

*Profesores Titulares Grupo de Neurociencias, Instituto de Investigaciones Médicas, Facultad de Medicina. Universidad de Antioquia

“La verdadera victoria no es la que se consigue en una batalla ganada, sino de cómo aprendemos 
a levantarnos de las batallas perdidas”. 
Anónimo

El doctor James Parkinson jamás imaginó que la descripción que realizó en 1917 de seis personas con rigidez muscular, lentitud para iniciar la marcha, temblor en reposo, y anomalías posturales serían las características que hoy afectan a más de 10 millones de individuos en el mundo. Estas alteraciones del movimiento constituyen la base del diagnóstico clínico de lo que se conoce actualmente como la enfermedad de Parkinson (EP). En Colombia hay aproximadamente 220.000 pacientes con la EP, de los cuales, un número importante están afectados con Parkinson Juvenil familiar o Parkinsonismo de inicio temprano, especialmente en el departamento de Antioquia, causada por mutaciones puntuales en el gene de la PARKINA (c.G736A, p.C212Y),yen el gene LRRK2 (por su sigla en inglés, leucine-rich repetitive kinase 2, c.G6055A, p.G2019S). Infortunadamente, 200 años después de la publicación “Un ensayo sobre la Parálisis agitante”, no existen medicamentos que detengan o curen definitivamente la enfermedad. La situación del paciente se agrava aún más por los altos costos de su tratamiento. Por lo anterior, la investigación mundial se ha centrado en la búsqueda de nuevas estrategias o alternativas para su tratamiento. Consecuente con este objetivo, durante los últimos años, nuestro grupo de investigación ha explorado dos estrategias terapéuticas pre-clínicas (o experimentales) en EP. La inhibición farmacológica & la supresión/ sobre-expresión de los genes/proteínas de la PARKINA, y el LRRK2, causales de este trastorno neurológico. 

Con el propósito de evaluar estas estrategias de tratamiento, se realizaron esfuerzos para la obtención y establecimiento de células nerviosas humanas y un modelo genético parkinsoniano en la mosca Drosophila melanogaster. Como resultado, nuestro grupo de investigación logró por primera vez, aportar un método rápido y eficaz para la obtención de precursores neuronales en 24 horas, y neuronas en cuatro (4) días a partir de células madre mesénquimas aisladas de cordón umbilical. Este proceso “expreso” de obtención neuronal se posibilitó gracias a la formulación de dos medios de cultivos desarrollados por primera vez por nuestro grupo, conocidos hoy como medio Fast-N-Spheres & medio NeuroForsk. Importantemente, este método de obtención de células nerviosas (CNs) posibilita su aplicación en futuras investigaciones con su uso para trasplantes de precursores neuronales, facilitando los ensayos pre-clínicos de terapia celular en modelos in vivo de Parkinson, y para la búsqueda de drogas con uso potencial terapéutico. Con este logro, nos propusimos evaluar el efecto del inhibidor específico PF-475 de la proteína LRRK2 en células nerviosas como potencial agente terapéutico en la EP. Ciertamente, demostramos que este inhibidor no solo bloquea la activación de la proteína LRRK2, sino también extingue completamente las especies reactivas de oxigeno (ERO, definidas como sustancias toxicas que producen estrés oxidativo celular), y revierte significativamente los marcadores y señalización de muerte asociados al efecto nocivo inducido por la rotenona (ROT), un inhibidor especifico del complejo I mitocondrial usado generalmente para generar estrés oxidativo y daño mitocondrial en modelos in vitro e in vivo de la EP, comparados con valores control. Concluimos, por primera vez, que la proteína LRRK2 actúa como un factor que promueve la muerte neuronal en presencia de estrés oxidativo, y que su inhibición farmacológica o génica podría ser una estrategia terapéutica en la EP.

Efectivamente, logramos confirmar esta propuesta in vivo. De hecho, gracias a una manipulación génica, suprimimos la expresión de la proteína LRRK2 en Drosophila melanogaster, y evidenciamos que dichas moscas, es decir TH>Lrrk-RNAi/+ tratadas con paraquat (una neurotoxina utilizada para inducir estrés oxidativo) tenían una actividad locomotriz normales cuando se comparaban con moscas control. Estos hallazgos, por lo tanto, nos indicaron que la expresión reducida o suprimida de LRRK2 podría retardar o prevenir los síntomas motrices en los pacientes con EP. Alternativamente a esta aproximación farmacológica y génica, también demostramos, por primera vez, que moscas con supresión de la expresión de la proteína PARKINA, es decir, TH>parkina-RNAi/+ y tratadas con minociclina -un antibiótico del grupo de las tetraciclinas-, tenían una actividad locomotriz normales, entre otras características funcionales también normales. Nuestros hallazgos sugieren que la minociclina podría utilizarse como una droga de reposicionamiento en el tratamiento de la EP.  

La idea que dos enfermedades tan diferentes como el Parkinson y la leucemia puedan ser tratadas con un mismo medicamento sugiere que, desde una perspectiva molecular, comparten procesos metabólicos similares, sino ¿cómo explicar el hecho que el nilotinib, (Tasigna®) un inhibidor farmacológico ampliamente utilizado contra la kinase Abelson (c-Abl) causante de leucemia, sea actualmente utilizado en el tratamiento experimental o clínico de EP? Estas observaciones sugieren que tanto las neuronas como las células leucémicas podrían responder a estímulos de muerte y de supervivencia de manera similar. Claramente, estas dos enfermedades podrían ser tratadas con un mismo medicamento, y no sería por lo tanto sorprendente que un medicamento utilizado para combatir la leucemia pudiera, algún día, ser el medicamento que cure o alivie los síntomas clínicos de la EP. Es en este contexto, que logramos evidenciar que la ROT no solo induce muerte neuronal, sino también provoca la muerte de células leucémicas por un mecanismo de señalización común de estrés oxidativo en ambas células. Estos hallazgos nos impulsaron a realizar otros estudios donde establecimos el efecto del estrés oxidativo generado a partir de cambios metabólicos, o por diversas moléculas de origen químico (v.gr. doxorubicina, y otras moléculas en desarrollo), como aproximación terapéutica contra la leucemia linfoblastica aguda en células modelo Jurkat, y leucemia mieloide crónica en células K562.

Tomadas en conjunto estas observaciones, nos han permitido proponer que la regulación farmacológica o génica del estrés oxidativo sería la base del tratamiento de Parkinson y leucemia. De hecho, mientras que el uso de una molécula antioxidante podría ser requerido para la reducción del estrés oxidativo en la EP, el empleo de la misma sustancia con capacidad pro-oxidante podría ser esencial para producir estrés oxidativo en exceso y acelerar el proceso de remoción de células malignas.