El mismo grupo de investigación que en 2000 descubrió la actividad de dos enzimas glutaminasa en cerebro, investiga ahora la posible relación del exceso de glutamato producido por éstas con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson.
La Genómica funcional se confirma como uno de los grandes retos de la investigación científica en el siglo XXI. Se estima que de los aproximadamente 28.000 genes diferentes identificados en el ser humano, sólo se conocen la función de la mitad, por lo que el objetivo pasa por hallar las funciones del resto e identificar su actividad completa.
En muchos casos, durante la investigación suelen encontrarse patrones o actividades genéticas nuevas de ciertas enzimas que se desconocían hasta el momento. Es el caso de la glutaminasa, un tipo de proteína que se manifiesta de dos formas distintas en el cerebro cuando se pensaba que sólo lo hacía de una. En concreto, se ha detectado una nueva isoenzima, que rompe con los modelos vigentes hasta el momento de síntesis y regulación del glutamato. Éste es el principal neurotransmisor excitador del cerebro y, según resultados previos obtenidos, podría estar directamente relacionado con diversas alteraciones y enfermedades neurológicas como el Parkinson o el Alzheimer. Dos son los motivos principales: por un lado, la capacidad del glutamato para regular actividades vitales como la respiración y, por otro, su toxicidad, que en exceso afectaría a las neuronas, provocando un daño cerebral irreversible.
El doctor Javier Márquez Gómez del departamento de Biología Molecular y Bioquímica de la Universidad de Málaga (UMA), fue quien – junto a su equipo – descubrió esta particularidad en el año 2000. A raíz del hallazgo ha seguido trabajando en esta proteína, tanto en la localización de sus funciones, como en el motivo de que ambas estén el cerebro. Esta segunda isoenzima, denominada glutaminasa L, logra generar glutamato a través de glutamina. Además, está situada en el núcleo de las neuronas, a diferencia de la tradicional glutaminasa K, que está emplazada en la mitocondria. Precisamente, este origen nuclear de la glutaminasa L y el desconocimiento de su función, centran el objetivo de estudio del proyecto.
Para intentar demostrar la relación directa de alteraciones en el ciclo glutamina/glutamato con la pérdida de memoria, convulsiones o la epilepsia, el grupo de investigación trabaja con modelos animales. “Es preciso determinar la enzima responsable de generar el glutamato neurotóxico responsable de estos trastornos neurológicos y averiguar qué enzima glutaminasa genera el glutamato destinado a la neurotransmisión y cuál produce el destinado a la generación de energía”, explica Márquez Gómez.
En la experimentación se ha optado por los ratones Knock-Out, es decir, manipulados genéticamente para anular la actividad de un gen concreto. Así, gracias a su similitud con la estructura genética del ser humano (más del 99 por ciento de los genes humanos posee un gen homólogo en ratón), se podrá determinar la función de ambas enzimas glutaminasa. A cada ratón se le hará un fenotipado, o lo que es lo mismo, una caracterización completa a nivel molecular y fisiológico, así como de su comportamiento mediante estudios conductuales. De esta forma, en función de las reacciones del ratón, se podrán obtener evidencias de la relación directa o no de las dos glutaminasas con las alteraciones y enfermedades neurológicas e incluso el cáncer, ya que, según advierte este investigador malagueño, “los tumores se caracterizan por devorar la glutamina, así que la glutaminasa constituye una diana molecular en la terapia antitumoral y si bloqueamos esa enzima se podría reducir o eliminar el tumor”.
La investigación, que se desarrolla en los laboratorios de la Facultad de Ciencia de la UMA, está contemplada hasta el 30 de Noviembre de 2010 dentro de los Proyectos del Plan Nacional de Investigación, con una financiación de 250.000 euros.
