Encefalopatías Espongiformes

Las líneas de investigación de la Unidad de Encefalopatías Espongiformes, dirigida por Miguel Calero, se enfocan, en gran medida, desde una perspectiva transversal de la neurodegeneración y su interacción con otras patologías crónicas como la disfunción vascular, el metabolismo lipídico y la inflamación, así como con enfermedades infecciosas con o sin afectación directa del sistema nervioso central. En todo caso, estas enfermedades se abordan con una clara vertiente en su potencial aplicación a la Salud Pública.

Perspectiva Etiológica Comprensiva de las Enfermedades Neurodegenerativas
Partiendo de la hipótesis de que las enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer son procesos sistémicos que presentan alteraciones periféricas, y que el daño específico al sistema nervioso central es consecuencia de una mayor sensibilidad al daño de las células post-mitóticas del cerebro, nos planteamos diversas líneas de trabajos en las que se aborda el estudio de alteraciones periféricas precoces como elementos causales y potenciales biomarcadores de enfermedad. Nos planteamos el abordaje del estudio de la disfunción vascular y la inflamación y su interacción con las patologías neurodegenerativas en función de la edad. Es importante también entender las interacciones entre distintas enfermedades crónicas, así como con procesos agudos con especial atención a las infecciones e inflamación, y la interacción con contaminantes medioambientales de exposición aguda o continuada.

En estrecha relación con el objetivo anterior y como claro ejemplo de una investigación transversal e interdisciplinar, en colaboración con el grupo del Dr. de Pedro (CNE, ISCIII), nos planteamos el marco etiológico para el estudio de las enfermedades neurodegenerativas, así como las comorbilidades vasculares y metabólicas basándonos en características epidemiológicas y biológicas compartidas entre las distintas patologías. Esta línea de trabajo se extiende a la transmisión de las enfermedades por priones a través de cirugía y el estudio de la potencial infectividad de otras enfermedades neurodegenerativas. En este contexto, una línea futura de interés está relacionada con la potencial nucleación entre distintos amiloides, con especial énfasis en amiloides exógenos procedentes de bacterias u hongos, y la interacción con otros posibles moduladores de la amiloidogénesis.

Factores Genéticos de Susceptibilidad Asociados a las Enfermedades Neurodegenerativas
En este contexto, nos planteamos explorar factores genéticos de susceptibilidad compartidos y diferenciales entre distintas enfermedades neurodegenerativas. Este apartado deberá apoyarse en la colaboración con grupos nacionales e internacionales como DEGESCO y EUROCJD. Esto es especialmente importante en el estudio de patologías con baja incidencia, como la ECJ, así como en áreas de gran competencia en las que es necesario replicar los estudios con un número elevado de muestras. Uno de nuestros focos de interés es el estudio de la epistasia entre distintos factores de riesgo genético en neurodegeneración.

 En paralelo al estudio del genoma y factores genéticos, es importante estudiar los mecanismos epigenéticos de regulación génica. En concreto, nuestros objetivos  a este nivel se centran en el estudio de la regulación de la metilación de los sitios CpG y su implicación en las demencias de rápida progresión (enfermedades por priones, enfermedad de Alzheimer de progresión rápida, demencia por cuerpos de Lewy, etc.) (proyecto colaborativo CIBERNED).

Biomarcadores para el diagnóstico temprano de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas
Una de las líneas más activas se centra en la búsqueda de biomarcadores diagnósticos, pronósticos o de respuesta a tratamiento en distintas enfermedades neurodegenerativas, principalmente, enfermedades por priones y la enfermedad de Alzheimer. En el contexto del Proyecto Vallecas (dirigido actualmente por el Dr. Medina) enmarcado en el Proyecto Alzheimer de la Fundación Reina Sofía – Fundación CIEN, un objetivo importante a medio plazo es el seguimiento de la cohorte de estudio longitudinal de personas sin deterioro cognitivo o deterioro cognitivo leve al reclutamiento, en el que se buscarán marcadores biológicos, de neuroimagen y neuropsicológicos que nos permitan predecir la aparición y evolución de la enfermedad de Alzheimer antes del inicio de los síntomas clínicos, así como investigar los factores de riesgo prevenibles para incidir en la prevención de la enfermedad. Con el BT-CIEN (dirigido por el Dr. Rábano) y enmarcado también en el Proyecto Alzheimer, se estudiarán patrones patológicos de los pacientes ingresados en la Residencia, con especial énfasis en la interacción entre la patología vascular y la enfermedad de Alzheimer, a, así como la utilidad de los microRNA asociados al metabolismo lipídico como nexos potenciales entre la patología vascular y la enfermedad de Alzheimer (Proyecto concedido como co-IP junto con el Dr. Medina (CIBERNED-FCIEN) al Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad 2016). Asimismo, en colaboración con otros grupos y empresas de base tecnológica se colabora en el desarrollo de biomarcadores periféricos metabolómicos y proteicos.

C. elegans como modelo para el estudio de las enfermedades neurodegenerativas
En la actualidad, la Unidad se encuentra inmersa en el desarrollo de una línea de investigación emergente, centrada en el estudio de los mecanismos moleculares que subyacen a las enfermedades neurodegenerativas utilizando como modelo el nematodo C. elegans, adaptando nuestra investigación al principio de las Tres R (Reemplazo, Reducción y Refinamiento). El uso de C. elegans como sistema modelo para enfermedades humanas se ha ido extendiendo rápidamente, desde sus inicios como organismo experimental en la década de los años 70. C. elegans comparte muchos mecanismos celulares y vías moleculares conservados con los mamíferos, lo que permite estudios comparativos. Su uso proporciona varias ventajas, entre las que destacan su anatomía sencilla, su naturaleza transparente, su corta vida útil y su sencillo manejo en el laboratorio. Además, debido a su genética sencilla, es susceptible de análisis genéticos y de fármacos de alto rendimiento, lo que brinda la oportunidad de explorar mecanismos moleculares y opciones terapéuticas. Los principales componentes funcionales de la transmisión sináptica de los mamíferos se conservan en C. elegans y su red neuronal ha sido completamente cartografiada, lo que convierte a este nematodo en una poderosa herramienta para investigar los mecanismos moleculares de la neurodegeneración.