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Doctor Juan Fernández
Departamento de Biología
“EL DESARROLLO COMIENZA
ANTES DE LA FECUNDACIÓN”
Para responder a la pregunta sobre la naturaleza de los mecanismos que
regulan el desarrollo temprano, trabaja en el Laboratorio de Biología Celular del Desarrollo, del Departamento de Biología de la Facultad de Ciencias, el Prof. Juan Fernández, PhD, University of Wisconsin, USA (1968).
El académico aseveró: “el desarrollo comienza en el ovario” y ese es el fundamento de los estudios encaminados a comprender cómo el huevo se prepara para
iniciar el desarrollo embrionario. Hay una manifestación importante de este proceso que
está relacionada a la redistribución de componentes celulares. Para abordar esta materia, utiliza dos modelos celulares: el huevo del pez cebra y el de la sanguijuela. En el
primero la redistribución de citoplasma ocurre tanto en la superficie como al interior de
la célula, mientras en el segundo, ocurre, esencialmente, a través de la superficie. Esto
permite comparar dos células que ejecutan tareas similares con herramientas parecidas, pero a través de rutas distintas.
El empleo del huevo del pez cebra tiene, sin embargo, algunas importantes
ventajas. Su genética del desarrollo se conoce en cierta profundidad y su huevo transparente es ideal para seguir los movimientos citoplasmáticos de los componentes celulares, con una menor introducción de artificios. Estos movimientos son fundamentales
en el inicio del desarrollo y el establecimiento de dominios de citoplasma ricos en organellos y ribonucleoproteínas (RNA) –estas últimas incluyen los mensajeros- encargadas
de la regulación de procesos importantes en el desarrollo embrionario temprano como
la redistribución de los componentes celulares, o segregación ovoplásmica, y el ensamblaje del citoesqueleto.
Grado Académico: PhD, University of Wisconsin, USA,
(1968)
Área de Investigación: Biología Celular del Desarrollo
Líneas de Investigación: Propiedades Dinámicas del
Citoesqueleto Gigótico y Control Génico de la Segregación
Ovoplásmica
Publicaciones Selectas:
(1) 1974 Morphological evidence for an experimentallyinduced synaptic field. J. Fernández and M. S. Fernández.
Nature 252: 428-429.
(2) 1998 Formation of polar ovoplasmic
domains (teloplasms) in the leech egg is a three-step segregation process. J. Fernández., N. Olea., A. Ubilla and V.
Cantillana, Intl. J. Dev. Biol. 42: 149-162.
(3) 1998 Fine structure and development of dorsal root
ganglion neurons and Schwann cells in the newborn possum
Monodelphis domentica, J. Fernández and J. G. Nicholls.
J. Comp. Neurol. 396: 338-350
(4) 2000 The complex dynamic network of microtubule and
microfilament cytasters in the leech zygote. V. Cantillana, M.
Urrutia, A. Ubilla and J. Fernández. Dev. Biol. 228: 136-149.
Para efectuar sus estudios, el Prof. Fernández no sólo cuenta con la competencia de los miembros de su laboratorio, sino también con un sofisticado equipo
de microscopía digital, lo que le posibilita lograr imágenes digitalizadas del huevo que más tarde son procesadas con un software adecuado. De esta manera se puede
extraer una cantidad importante de información del huevo, oculta a la mejor de las microscopías . Además, se puede realizar capturas en tiempo interrumpido -time
lapse-, para estudiar un fenómeno en el tiempo, en imágenes a cierta frecuencia armando una animación. También, es posible introducir precursores del citoesqueleto
dentro del huevo, por ejemplo, y observar cómo son incorporados al citoesqueleto, viendo y determinando las propiedades de una estructura invisible con la microscopía corriente.
El citoesqueleto tiene la función de movilizar los componentes citoplasmáticos, por lo que, para entender cómo el huevo adquiere una cierta distribución de
sus organelos y ribonucleoproteínas es importante conocer la organización y funcionamiento de sus microtúbulos y filamentos de actina. Lo más importante, a juicio del
Prof. Fernández, es “comprender cómo las ribonucleoproteínas, poseedoras del mensaje entregado por la madre, se asocian con el citoesqueleto, quien las moviliza y
localiza en el huevo y cigoto, previo a que se inicie el desarrollo embrionario”.
Al Prof. Fernández le interesa, además, indagar sobre los mecanismos mediante los cuales la madre “pone los mensajes” en el ovocito y cómo éstos son
transferidos a distintas células del embrión. Así también, estudiar las divisiones del huevo y el establecimiento de los ejes del embrión,, procesos también controlados
por llos mensajeros maternos. Los mensajes depositados por la madre en el ovocito gobiernan el desarrollo embrionario temprano, y funcionan hasta que el genoma
del cigoto, que será el genoma presente en todas las células del embrión, empieza a transcribir sus propios mensajes. El Prof. Fernández fue categórico: “sin los mensajes maternos no hay desarrollo embrionario ”.
Añadió el especialista, “el problema es cuando la madre tiene un gen mutado (mutante de efecto materno ). El RNAm que codifica para una proteína enferma no va a cumplir su papel, por ejemplo, regular convenientemente la segregación ovoplásmica o las divisiones celulares. Si esto ocurre el desarrollo, que es un
proceso concatenado, se frena o produce un organismo anormal que la selección natural eliminará”.
Para el experto, “esto lo acerca a uno a entender el papel que la madre tiene dentro de la creación: la madre prepara por décadas al futuro ovocito secuestrado en un folículo de su ovario, tiene 9 meses al feto en el útero, un año al niño en el pecho y toda una vida al hijo en el corazón.
A juicio del Prof. Fernández, no hay investigación básica que no pueda en algún momento ser relevante para una aplicación. Es probable que “yo no visualice,
en este momento, ninguna utilidad directa de mi trabajo y que alguien lo descubra más adelante o que, gracias a esta investigación, se descubra algo y si bien no lo
descubrí personalmente, de alguna manera, fui actor en la generación del conocimiento”.
El éxito de la fecundación asistida por ejemplo y, en opinión del Prof. Fernández, proviene de estudios básicos sobre el desarrollo temprano en erizos, anfibios
y algunos mamíferos de laboratorio y el desarrollo de técnicas de cultivo y de microinyección.
Hipotéticamente, el científico expuso que una aplicación posible sería “estudiar el control de la activación -que incluye, entre otras cosas, el inicio de la
segregación ovoplásmica- en ovocitos de salmones y/o otros peces de interés comercial para Chile.” Se sabe, de nuestros estudios en el pez cebra, que la activación
del ovocito se inicia en el ovario y se reactiva durante el desove, por el contacto con el agua y la penetración del espermatozoide. Estamos empezando el estudio de
mutantes en los que el control génico de este proceso, por parte de genes maternos, está afectado. No sería una mala idea estudiar los mecanismos que controlan la
activación del ovocito de otros peces y tal vez seleccionar líneas de madres particularmente competentes en la generación de “ovas” para la crianza”. Sostuvo que, en
nuestro país, es fundamental que la investigación aplicada se asocie a los recursos naturales productivos como la industria forestal, agrícola, pesquera, minera, entre
otras. “Se necesita de mucha gente competente en Biología del Desarrollo básica de organismos marinos como invertebrados y peces para tener una infraestructura
sobre la cual desarrollar una tecnología en estas materias. Esto es una regla de oro, el resto es fantasía”, argumentó el experto.
Especial In Situ. Boletín Informativo de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile.
AUTORIDADES
Decano Prof. Raúl Morales S.
Vice Decano Prof. Víctor Cifuentes G.
Director Académico Prof. Mario Molina G.
Editora General Boletín Cecilia Espinosa C.
Aportes y comentarios a [email protected] / Fono: 978 74 41
Agosto 2006
Doctor Mario Luxoro
Departamento de Biología
POR EL INFINITO PLACER
DE HACER CIENCIA
Autodefinido como vanidoso, “pero una egolatría bien llevada”, el Prof. Mario
Luxoro lleva una relación intensa con la ciencia. PhD del MIT, USA (1958), su trabajo de
investigación se ha desarrollado en el área de la Fisiología y la Biofísica al interior del Departamento de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile.
Apasionado por la generación del impulso nervioso, el Prof. Luxoro explica que, al
iniciarse el potencial de acción hay dos fuerzas que mueven al sodio hacia adentro del
axón, la diferencia de concentración, que va en esa dirección, y la diferencia eléctrica. El
impulso nervioso se produce en el axón de una neurona en razón de un cambio de permeabilidad que implica que el ión sodio, que se encuentra en gran cantidad fuera del axón, entra
con su carga eléctrica invirtiendo la polaridad de las neuronas y haciéndolas positiva al
interior. Acto seguido, en una fracción de milisegundo después, en la membrana ocurre un
cambio de permeabilidad al ión potasio lo que provoca su salida permitiendo así la recuperación del potencial eléctrico en la membrana. De este modo, se constata que la membrana
tiene una capacidad extraordinaria de distinguir sutilmente entre el ión potasio y el ión sodio.
En la época de los primeros estudios del Prof. Luxoro, se aceptaba que la membrana era una bicapa de lípidos cubierta con proteínas tanto en el interior como en el exterior de los axones. Forzosamente los iones tenían que penetrar esta capa de lípidos y “yo
no encontraba que la estructura química de los lípidos tuviera la capacidad de distinguir
entre el sodio y el potasio”. Por lo cual, el académico planteó que “las únicas moléculas que
podían tener esta capacidad eran las proteínas”.
De regreso en Chile a comienzos de los años ’60, publicó algunos trabajos en
relación a las proteínas asociadas al potencial de acción (1,2,3). En los dos primeros (1,2),
se demostró que había cambios en las proteínas, asociados con la conducción de impulsos
nerviosos. No obstante, no había una resolución temporal suficiente que pudiera haber
indicado que esos cambios eran la causa y no la consecuencia de la generación de impulsos nerviosos.
Grado Académico: PhD, MIT, USA, (1958)
Área de Investigación: Fisiología, Biofísica
Líneas de Investigación: Excitabilidad, Acoplamiento
Excitación-Contracción,Acoplamiento Axcitación-Secreción
Publicaciones Selectas:
(1) “Effect of Azide and Ca Ion on the Reversible Changes
of Protein configuration in Stimulated Nerves”. M Luxoro,
E. Rojas, and E Witting
(2) “Incorporation of Amino-Acids labelled with Carbon-14
in Nerve Proteins during Activity and Recovery”. Mario
Luxoro
Reprinted from Nature, Vol. 188. Nº 4756, pp. 1119-1120.
December 24,1960.
(3) “Micro-inyection of Trypsin into Axons of Squid”. E.
Rojas, M. Luxoro.
Reprinted from Nature, Vol. 199, Nº 4888, pp. 78-79. July
6, 1963.
(4) “Calcium efflux in giant axons”. Luxoro y Rissetti. Biochim. Biophys. Acta (1967). 135, 368-370
El Prof. Luxoro recuerda que en su Laboratorio se intentó reemplazar el protoplasma de la fibra nerviosa gigante por soluciones de composición conocida
“queríamos ser los primeros en generar un método para perfundir intracelularmente axones”. “Se nos ocurrió microinyectar tripsina para deshacer el protoplasma y, para
nuestra sorpresa, un minuto después de la microinyección se abolía completamente la capacidad de generar potenciales de acción, lo que no ocurrió en múltiples microinyecciones del solvente de la tripsina . Eso implicó que las proteínas son indispensables para que se generen los impulsos nerviosos”, explicó el experto.
Este hallazgo (3), uno de los más importantes del académico, junto con otro ocurrido en los EEUU que implicó que las proteínas podían incorporarse a bicapas
lipídicas cambiaron el concepto de la membrana celular: “en lugar de pensar que está constituída sólo por lípidos, se propuso que tendrían proteínas atravesadas y estas
serían los canales de iones que tanto se estudian hoy en día”, aclaró el académico.
Uno de sus orgullos, es haber ”sugerido una interpretación diferente a un trabajo del respetadísimo Premio Nobel de Medicina (4) el británico Alan Hodgkin”.
En dos sucesivos trabajos (5,6) el Prof Luxoro probó “más allá de toda duda, que Hodgkin no estaba midiendo la permeabilidad del calcio como pretendía, sino que más
bien la cinética de desligamento de ese ión. Los resultados de Luxoro analizados mediante ecuaciones diferenciales simultáneas permitieron tener acceso verdadero a
la permeabilidad del calcio; este trabajo fue rechazado inicialmente “por estar en contradicción con otros muy bien hechos y aceptados por la literatura”. Entre otras cosas, el Prof Luxoro demostró que los experimentos de Hodgkin y Keynes se podían reproducir en un tubo de colodión con 100 agujeros macroscópicos el cual había sido
llenado con protoplasma axonal y Ca2+ radioactivo, es decir, ¡en un axón artificial sin membrana! Obviamente, el factor limitante en la salida de Ca2+ es su asociación
(ligamen) con elementos del protoplasma. También se demostró que el ligamen desaparecía mediante un tratamiento con enzimas proteolíticos (pronasa). Todo lo anterior fue constatado por Hodgkin (7) y hoy en día cuando la salida de Ca2+ de una célula aumenta, todos piensan que eso ocurre por un aumento de la liberación de calcio
de sus depósitos y no por un aumento de la permeabilidad.
Distinguido con el Premio Nacional de Ciencias en el año 2000, el Prof Luxoro dijo
en esa oportunidad que "uno debe hacer lo que hace en Ciencias por el infinito placer de hacerlo y no por tener un currículum bueno, aunque hay gente que lo único que
les preocupa es hacer un currículum grande a costa de muchas pillerías. Me da pena, porque lo que más puede hacer uno en la vida es ser feliz con lo que hace”.
No obstante, su mayor tristeza es haber recibido tal distinción y no haberlo podido compartir con sus padres, quienes habrían estado orgullosos. “Lloré todo el día, tenía
una pena espantosa. A seis años de ese momento, todavía me duele y me va a seguir doliendo”.
Partidario de la Ciencia pura, el Prof. Luxoro sostuvo: “me parece que es torpe, de parte de la sociedad, pensar que el mero conocimiento no conduce a nada,
lo único que hago es aportar ese conocimiento, tarea tremendamente difícil si lo que uno desea es realmente aportar conocimientos de alta relevancia y no quiero que la
tarea de vender mi trabajo, de alguna manera, me distraiga mi capacidad de hacer ese trabajo. Yo creo que eso es útil e imprescindible ¿por qué?, porque el conocimiento es fuerza, capacidad de hacer. La única manera de controlar la naturaleza, controlar las enfermedades, controlar lo que sea, es conocer bien al sistema. Si alguien
quiere hacer algo práctico, el científico puro le da herramientas para que lo haga. Lo interesante es que es difícil y a veces imposible saber a priori qué elementos de las
ciencias puras serán los necesarios para resolver un problema práctico”, aseveró el especialista.
Profesor Marco Tulio Núñez
Departamento de Biología
EL ESTUDIO
DE LA VEJEZ
Concentrado en el análisis del envejecimiento celular, el Prof. Marco
Tulio Núñez, bioquímico de la Universidad de Chile (1972), trabaja en el Laboratorio
de Biología del Envejecimiento en el Departamento de Biología de la Facultad de
Ciencias
En su preocupación por descubrir cómo envejecen las células, pierden su
función y mueren, también se ha interesado en los mecanismos por los cuales las
células se mantienen vivas o pueden superar los peligros que las acechan.
La especialidad del Prof. Núñez es el Metabolismo del Hierro, dado que
éste es un elemento fundamental en la determinación de la vida o muerte de la célula.
El hierro está comprometido en “la oxidación, reacciones con oxígeno, cadena de
transporte de electrones, respiración celular, síntesis de DNA, hidrólisis, etc., es decir
se encuentra presente en todo el mecanismo celular”, aseveró el Prof. Núñez.
No obstante, según la Teoría del Envejecimiento por Radicales Libres, si el
hierro se acumula en el tiempo, comienza a generar especies reactivas del oxígeno
(ROS), radicales libres y otras subclases de ROS, sustancias que dañan las células.
“A medida que uno va envejeciendo, el daño se va acumulando ya sea en los riñones,
hígado, corazón, páncreas o gónadas, hasta que daña un proceso celular importante
y la célula, finalmente, se muere”, sostuvo el Prof. Núñez. El hierro es extremadamente tóxico cuando está en exceso, lo que se agrava al tener “mecanismos celulares
de homeostasis -aquellos que regulan los niveles internos-, muy imperfectos, que aún
no regulan de forma estricta los excesos en los niveles celulares de hierro”, añadió el
experto.
Según el Prof. Núñez, esta situación radica en que “en el 99,9% de nuestra
vida como especie, siempre hemos vivido una condición de carencia de hierro y de
muerte a edades muy tempranas. Hace 70 años mil atrás, la expectativa de vida del
ser humano era alrededor de 25 a 30 años de edad, en una condición de permanente
carencia de hierro y de distintos tipos de nutrientes”.
Grado Académico: Bioquímico, Universidad de Chile,
(1972).
Área de Investigación: Biología Celular
Líneas de Investigación: Estudio de los mecanismos
celulares de la hemocromatosis hereditaria; Hierro en envejecimiento celular, en el establecimiento y mantención
de la función neuronal y en neurodegeneración; Desarrollo
de estrategias de terapia génica para evitar la neurodegeneración en la enfermedad de Parkinson; Evaluación de la
Ferritina de poroto de soya como suplemento dietético de
hierro
Publicaciones Selectas:
(1) Mazariegos, D.I., Pizarro, F., Olivares, M., Núñez, M.T.
y Arredondo, M. 2004. Fe bis-glycine chelate and Feascorbate share similar regulatory absorption mechanisms
in Caco-2 cells. Journal of Nutrition 134: 395-398.
(2) Arredondo M, Cambiazo V, Tapia L, Gonzalez-Aguero
M, Núñez MT, Uauy R, Gonzalez M. 2004. Copper overload affects copper and iron metabolism in Hep-G2 cells.
American Journal of Physiology, Gastrointest Liver Physiol.
287: G27-G32.
(3) Zambrano, C., Egaña, J.T., Núñez, M.T., Maccioni,
R.B. and Gonzalez-Billault, Ch. 2004. Decreased activity of
cdk5 in hippocampal cells under oxidative stress is responsible for reduced tau phosphorylation. Free Radical Biology
& Medicine 36: 1393-1402.
Generados durante todo el proceso evolutivo, los mecanismos homeostáticos de hierro lo consideran como un elemento muy escaso, por lo que tratan de
absorber lo máximo posible. Son mecanismos que responden muy bien ante la carencia, pero en forma imperfecta cuando hay sobre-oferta como en la actualidad,
en que el hombre se alimenta a libre disponibilidad y su expectativa de vida alcanza los 80 años.
Asimismo, en el Laboratorio del Prof. Núñez ha realizado una escala de las concentraciones de hierro para analizar el efecto del hierro en la viabilidad
celular. “Vimos que, en la escala baja, las neuronas pierden su actividad eléctrica y por lo tanto, sus funciones neuronales”, dijo el experto.
La literatura relacionada a la nutrición de niños que manifiestan anemia por carencia de hierro señala que aquellos niños presentan un desarrollo intelectual –C.I- menor que los niños que no tuvieron privación de hierro durante su desarrollo. Esta deficiencia perdura en el tiempo, pese a someterlos a terapias
paliativas. Se confirma que el hierro tiene un rol importante en el desarrollo neuronal, “en lo que hace que una célula no diferenciada se transforme en una célula
diferenciada –neurona-, con todas sus propiedades y morfología”, explicó el académico.
Para el Prof. Núñez, la célula nerviosa necesita de cierto estrés oxidativo para funcionar y sin el cual deja de funcionar. De este modo, el hierro genera
un tono oxidativo necesario para que estas células funcionen en forma normal, pero sobrepasado el nivel de tono oxidativo, la célula “no es que se muera, pero
deja de ser neurona, funcionalmente son células no diferenciadas”, aclaró el especialista. Es así, como junto a científicos del Instituto de Tecnología de los alimentos, (INTA), llevan acabo un Proyecto Fondecyt para establecer un suplemento dietético de hierro natural como la Ferritina -proteína encargada de almacenar
hierro-, que por su morfología, permitiría acumular hasta 4 mil átomos de hierro en su interior. En este Proyecto se busca usar, como fuente de ferritina, aquella
que se encuentra en las legumbres -semillas de porotos de soya, porotos, lentejas, garbanzos- . De este modo, poder resolver los problemas de intolerancia a los
tratamientos actuales de suplementos químicos, los que provocan trastornos estomacales como acidez, irritaciones y hasta daños más severos.
Otra de las Líneas de Investigación del Prof. Núñez es Neurogeneración y la forma en cómo influye la acumulación del hierro en la enfermedad de Parkinson. Esta enfermedad neurodegenerativa presenta un determinado subset de neuronas -de la sustancia negra- que acumula hierro en forma desproporcionada
en relación a las neuronas vecinas, provocando su muerte en la enfermedad de Parkinson. Se requiere estudiar en estas neuronas el sistema de homeostasis de
hierro para pensar en terapias génicas, como disminuir la expresión del transportador que entra o que saca el hierro a fin de disminuir su acumulación y observar
si esas neuronas pasarían igual a ser parkinsonianas y morir; o se puede frenar la enfermedad.
Su proyecto Fondecyt fundamental es el estudio de la enfermedad genética llamada Hemocromatosis Hereditaria, diagnosticada recién en 1993. Su
efecto fundamental es la desregulación en la absorción intestinal del hierro, que conduce a una acumulación de hierro en forma más acelerada que en una persona
normal. Esto produciría que, alrededor de los 50 años de edad, la persona comience a presentar daños serios en varios órganos debido a la destrucción de sus
células. “En el hígado generan cirrosis, aunque no se haya bebido alcohol, y después, cáncer; en el páncreas, decrece la producción de insulina originando diabetes; en las gónadas provocan hipogonadismo e infertilidad; en el corazón causa disfunción cardiaca lo que termina en infarto”, aclaró el Prof. Núñez. Dada la multiplicidad de manifestaciones de la Hemocromatosis hereditaria, el Prof. Núñez, indaga en “los mecanismos moleculares con los cuales las células del epitelio intestinal regulan la absorción intestinal del hierro y cuál es el efecto de esta proteína –HFE- para descubrir el funcionamiento de los mecanismos intracelulares que
posibilitarían, de alguna manera, paliar este disparo que parte de los 50 a 60 años”, reveló el académico.
Doctor Ricardo Maccioni
Departamento de Biología
DEVELANDO LA CAJA
NEGRA DEL ALZHEIMER
Incansable, el Dr. Ricardo Maccioni, Ph.D. de la Universidad de Chile (1975) y
director del Laboratorio de Biología Celular y Molecular del Departamento de Biología de la
Universidad de Chile, libra una batalla extendida durante 30 años por arrebatar los secretos
de la enfermedad de Alzheimer, que ya afecta a 250 mil chilenos, y que significa una pérdida para la economía chilena de alrededor de US$ 2,5 billones anualmente.
Descubierta en 1911, aunque los inicios de su investigación molecular y genética son de la década de los ’70, la enfermedad de Alzheimer guarda misterios que el Prof.
Maccioni tiene la decisión de develar desde el año 1973, cuando realizó su doctorado en
esta Facultad, e interactuando con el biólogo Dr. Luco. Desde esa fecha datan las contribuciones del Dr. Maccioni, quien estudiando el mecanismo de polimerización de la proteína
tubulina en los microtúbulos, estructuras clave para la vida toda vez que son fundamentales
en la mitosis y en varios procesos celulares, descubrió la proteína TAU, un mecanismo de
formación de los microtúbulos que se encuentra dentro de la célula y participa de forma
relevante en la función de la neurona.
Derivado de este hallazgo, el académico defendió audazmente la caracterización de cómo la TAU se alteraba en ciertas condiciones del organismo, provocando el
deterioro cognitivo del Alzheimer. Su hipótesis sobre el papel de TAU llegó ser reconocida
sólo hace alrededor de una década, debido a que la comunidad científica se encontraba
orientada al estudio del amiloide, un componente extracelular responsable de formar placas
seniles, formaciones comunes en la demencia senil.
El Prof. Maccioni descubrió las fosforilaciones en ciertos aminoácidos de la
proteína TAU que surgen con determinados cambios químicos y que provocan que esta
proteína adquiera autonomía e inicie la generación de estructuras propias, denominadas
filamentos pareados helicoidales, que terminan formando estructuras más complejas:los
ovillos neurofibrilares.
Grado Académico: Ph.D., Universidad de Chile, (1975)
Área de Investigación: Biología Celular y Molecular
Líneas de Investigación: Biomedicina / Neurociencias
Publicaciones Selectas:
(1) R.B. Maccioni, J. C.Vera and C. Rivas, (1988)
"Differential interactions of synthetic peptides from the
carboxyl-terminal regulatory domain of tubulin with
MAPs". The EMBO Journal 7: 1957-1963
(2) D. Cross, C. Vial and R.B. Maccioni (1993) " A tau like
protein interacts with stress fibers and microtubules in
human and rodent cultured cell lines". Journal of Cell
Science 105: 51-60
(3) R.B. Maccioni and V. Cambiazo (1995) "Roles of
Microtubule-associated proteins in the control of microtubule assembly". Physiological Reviews v.75: 835-864
(4) R.B. Maccioni, C. Otths, I. Concha and J.P. Muñoz,
(2001) “The protein kinase Cdk5. Structural aspects, roles
in neurogenesis and involvement in Alzheimer´s pathology”. European J. Biochemistry. v. 268: 1518- 1529
Definió la existencia de una enzima en el cerebro llamada CDK5, la que “al desrregularse, se modificaba la proteína TAU, constituyéndose en la responsable
principal de la hiperfosforilación de la proteína TAU, fenómeno propio de la enfermedad de Alzheimer”.
No conforme con abrir la caja negra del Alzheimer, el Doctor Maccioni avanza hacia el diagnóstico temprano de esta enfermedad consiguiendo identificar sus
biomarcadores. Hace tres años, en su Laboratorio, han descubierto que en el líquido céfalo raquídeo de los pacientes con la enfermedad de Alzheimer se acumulaba
una forma anómala de la proteína TAU, lo que permitió diseñar una tecnología de diagnóstico con la toma de muestra de líquido céfalo raquídeo mediante punción
lumbar. Aunque esta técnica está restringida a pacientes de alto riesgo genético (que presente el alelo E4 de la apolipoproteína E), es posible anticiparse en 20 o 25
años a las primeras manifestaciones de la enfermedad.
Para el resto de la población, el equipo multidisciplinario del Prof. Maccioni, busca distinguir biomarcadores, por ejemplo, en sangre que permitan determinar
la probabilidad de aparición de la enfermedad y que las descarten en el caso que sólo se trate de un cuadro de desórdenes cognitivos transitorios producto del estrés.
Además, de indagar en el desarrollo de una tecnología de neuroimagen del cerebro para pesquizar, de forma no invasiva, marcadores patológicos específicos, como
cambios de volúmenes en el área del hipocampo o la aparición de los ovillos neurofibrilares en los cerebros de los pacientes. Además, el Dr. Maccioni ha trabajado en
las terapias de la enfermedad, buscando inhibidores para la enzima CDK 5, presente en el Alzheimer, mediante técnicas bioquímicas y computacionales de estructura
de proteínas que sirvan para paliar la enfermedad.
Del mismo modo, y en conjunto con dos destacadas neuropsicólogas, miembros del Laboratorio Biología Celular y Molecular, diseña herramientas computacionales que posibiliten la psicoestimulación a los pacientes que están sufriendo un proceso de deterioro cognitivo y a los pacientes con Alzheimer. A través de imágenes y puzzles, cada vez más complejos, las personas reestrenan el cerebro poniendo una barrera a los trastornos de tipo degenerativo demencial con Alzheimer.
Como su forma de abordar el Alzheimer es integral, el Prof. Maccioni no olvidó el concepto de calidad de vida, promoviendo patrones de conducta que frenen
el trastorno de tipo neurodegenerativo en el cerebro y vinculándolos al tema de la dieta saludable, alejada del colesterol y el control del estrés.
El Prof. Maccioni desarrolló un Proyecto Fondecyt donde confirmó la existencia de un mecanismo bioquímico en estructuras de la membrana de las neuronas que se altera con el colesterol, estimulando las gamasecretasas, enzimas que aumentan la producción del péptido amiloide, uno de los determinantes en la progresión del Alzheimer. Asimismo, según el experto, el estrés crónico produce una serie de trastornos neuroendocrinos, liberando las moléculas llamadas homocisteínas. La
hiperhomocisteinemia produce daño neuronal en áreas del hipocampo y problemas de tipo cognitivo, por lo que quien manifieste un estrés crónico estará en permanente liberación de homocisteína a la sangre, lo que intoxicará su cerebro.
Finalmente, el Dr. Maccioni en colaboración con el Dr. Rothhammer, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, intentan genotipificar la población
chilena en relación al Alzheimer. Ya en el 2005 realizaron un estudio completo de la apolipoproteína E en la Región Metropolitana, donde registraron el comportamiento
genético de la población en relación a este factor de riesgo de Alzheimer. El objetivo es determinar cuál es el factor de riesgo que tiene la población chilena de Alzheimer, a fin de entregar las herramientas de tratamiento más pertinentes y oportunas al paciente. El estudio se encuentra en proceso de ampliación, con investigaciones
en la zona norte (población aymara) y sur de Chile.
A modo de labores de extensión, el Laboratorio del Prof. Maccioni efectúa Talleres sobre Calidad de Vida, interactivos, abiertos a todo público y de carácter
gratuito, con el propósito de difundir información sobre aspectos de nutrición saludable, control de estrés, estilo y hábitos de vida para prevenir enfermedades neurodegenerativas. El científico recuerda que, en 15 a 20 años más la esperanza de vida de los chilenos se proyecta en 90 años. Razón importante para dedicarle tiempo al
estudio del Alzheimer, de lo contrario “los sanatorios y las casas de reposo del adulto mayor van a estar repletas, y yo soy uno de los convencidos que los adultos mayores pueden hacer un tremendo aporte cuando están sanos y en condiciones de buena calidad de vida”, puntualizó el científico.