Investigadores de la Universidad del Estado de Michigan y el Instituto Van Andel han encontrado diferencias epigenéticas entre los hemisferios cerebrales que podrían influir en la enfermedad de Parkinson.
La asimetría epigenética entre hemisferios cerebrales podría influir en los síntomas y progresión la enfermedad de Parkinson
Amparo Tolosa, Genotipia
La enfermedad de Párkinson es un trastorno neurodegenerativo progresivo que afecta al equilibrio y al movimiento. En la mayoría de los casos, los síntomas se manifiestan de forma unilateral, reflejando un patrón asimétrico de degeneración de células nerviosas. Hasta el momento se desconocía qué mecanismos biológicos podían intervenir en esta asimetría. El estudio de la Universidad del Estado de Michigan, publicado en Genome Biology, ha aportado nueva información relevante tanto para la enfermedad como para la asimetría que caracteriza al cerebro humano.
“Los mecanismos subyacentes a la asimetría cerebral han sido un elefante en la habitación durante décadas”, señala Viviane Labrie, directora del estudio e investigadora en el Instituto Van Andel. “Es emocionante descubrir su causa finalmente, particularmente dado su potencial para ayudarnos a entender mejor y ojalá algún día, tratar mejor enfermedades como el Párkinson.
Los investigadores han observado que ambos hemisferios cerebrales, y más concretamente, la corteza cerebral, muestran diferencias en los patrones de metilación del ADN. La metilación es uno de los mecanismos epigenéticos por los que las células pueden regular la expresión de sus genes sin cambios en la secuencia de ADN. Contribuye a que las distintas poblaciones de células nerviosas tengan un programa de expresión diferente e influye en la actividad de numerosos elementos reguladores de la expresión genética relacionados con el establecimiento de la asimetría de diferentes órganos.
Al estudiar la metilación entre ambos hemisferios cerebrales, el equipo de investigadores ha observado que su divergencia epigenética está asociada a diferentes patrones de expresión de genes relacionados con múltiples procesos biológicos y enfermedades del sistema nervioso.
En el caso de los pacientes con enfermedad de Parkinson el equipo ha observado que las asimetrías en la metilación del ADN son mayores e implican diferentes genes de riesgo para la enfermedad. Por ejemplo, los investigadores han encontrado que en el hemisferio dominante para la enfermedad había cambios de expresión en genes relacionados con la presentación de antígenos, la activación del sistema inmunitario, el desarrollo neuronal, daños en el ADN, el ciclo celular, la matriz extracelular y la transmisión sináptica
Los investigadores también han identificado 34 genes que muestran una alteración de su expresión en el hemisferio relacionado con la dominancia de los síntomas. Entre de ellos, destacan el papel de NCAM1, que codifica para una proteína de adhesión celular que regula funciones importantes del desarrollo neuronal que son relevantes para las anomalías observadas en el hemisferio dominante para los síntomas.
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Pérdida de asimetría en la metilación con la edad Diferencias epigenéticas entre los hemisferios cerebrales que podrían influir en la enfermedad de Parkinson.
El equipo ha detectado que, con la edad, se produce una pérdida de asimetría en la metilación, tanto en controles como en pacientes de enfermedad de Parkinson. Este resultado lleva a los investigadores a plantear que la convergencia de señales epigenéticas con la edad podría explicar por qué algunos síntomas son más bilaterales conforme progresa la enfermedad. Diferencias epigenéticas entre los hemisferios cerebrales que podrían influir en la enfermedad de Parkinson.
La asimetría epigenética entre hemisferios observada en los pacientes con enfermedad de Parkinson también está relacionada con la progresión de la enfermedad. Los pacientes con un curso de la enfermedad más prolongado muestran mayor asimetría que aquellos con un reducido curso.
“Todos empezamos con diferencias prominentes entre el lado izquierdo y derecho de nuestros cerebros”, explica Labrie. “Conforme envejecemos sin embargo, nuestros hemisferios se hacen más parecidos epigenéticamente”. La investigadora resalta que en el caso de la enfermedad de Parkinson los cambios con la edad son relevantes. “Las personas cuyos hemisferios se parecen más de forma temprana en la vida experimentan una progresión más rápida de la enfermedad, mientras que aquellas personas cuyos hemisferios son más asimétricos muestran una progresión más lenta”.
Los autores del trabajo proponen que la asimetría entre hemisferios cerebrales observada en los pacientes con enfermedad de Parkinson se debe a la diferente regulación de los genes que intervienen en el desarrollo del sistema nervioso, la señalización inmunitaria y la transmisión sináptica.
Referencia: Li P, et al. Hemispheric asymmetry in the human brain and in Parkinson’s disease is linked to divergent epigenetic patterns in neurons. Genome Biology. 2020. Doi: https://doi.org/10.1186/s13059-020-01960-1
Fuente: Being right-brained or left-brained comes down to molecular switches. https://www.vai.org/brain-asymmetry-parkinsons/
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