Descubren el mecanismo de progresión del alzhéimer en el cerebro

Un equipo de científicos liderado por la Universidad de Cambridge ha descubierto que la forma en la que se desarrolla la enfermedad de Alzheimer es muy diferente a lo que se creía. Según muestra su investigación, que se ha publicado en Science Advances, esta patología no comienza en un solo punto del cerebro desde el que se genera una reacción en cadena que provoca la muerte de las células cerebrales, sino que aparece precozmente en varias zonas del cerebro, y la velocidad a la que mata las células presentes en ellas, mediante la producción de proteínas tóxicas, es la que limita la rapidez con la que progresa la enfermedad.

Los autores del estudio usaron muestras cerebrales post mortem de pacientes con alzhéimer e imágenes obtenidas por tomografía por emisión de positrones (PET) de pacientes vivos que padecían desde deterioro cognitivo leve, hasta alzhéimer diagnosticado, para evaluar la agregación de la proteína tau, una de las dos proteínas clave involucradas en la enfermedad.

Las proteínas tau y beta-amiloide se acumulan en ovillos y placas –que se conocen como agregados–, y esto causa la muerte de las células cerebrales y hace que el cerebro se encoja, lo que tiene como consecuencia una pérdida de memoria, alteraciones de la personalidad y dificultades para llevar a cabo las tareas cotidianas, síntomas que caracterizan al alzhéimer, un tipo de demencia que afecta a alrededor de 44 millones de personas en el mundo.

Evitar la replicación de agregados para frenar el alzhéimer

Los procesos que tienen lugar en el interior del cerebro y conducen al alzhéimer se han definido durante muchos años con términos como “cascada” y “reacción en cadena”. Esta enfermedad es difícil de estudiar, pues se desarrolla a lo largo de décadas y el diagnóstico definitivo solo se puede dar tras examinar muestras de tejido cerebral del paciente una vez ha fallecido.

Los estudios sobre la enfermedad se han basado en su mayor parte en modelos animales, y los resultados obtenidos con ratones sugirieron que se propaga con rapidez porque los grupos de proteínas tóxicas invaden distintas partes del cerebro. La nueva investigación, sin embargo, ha utilizado por primera vez datos humanos para analizar los procesos que controlan el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer a lo largo del tiempo.

“Cuando comienza la enfermedad de alzhéimer ya hay agregados en múltiples regiones del cerebro, por lo que tratar de detener la propagación entre regiones hará poco para frenar la enfermedad”

Los investigadores combinaron cinco conjuntos diferentes de datos y los aplicaron al mismo modelo matemático; de esta forma observaron que el mecanismo que controla la tasa de progresión del alzhéimer es la replicación de agregados en zonas individuales del cerebro, y no la propagación de agregados de una zona a otra.

“Se pensaba que el alzhéimer se desarrolla de una manera similar a muchos cánceres: los agregados se forman en una región y luego se diseminan por el cerebro”, ha señalado el Dr. Georg Meisl, del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge y primer autor del artículo. “Pero, en cambio, descubrimos que cuando comienza la enfermedad de alzhéimer ya hay agregados en múltiples regiones del cerebro, por lo que tratar de detener la propagación entre regiones hará poco para frenar la enfermedad”.

“Esta investigación muestra el valor de trabajar con datos humanos en lugar de modelos animales imperfectos”, ha declarado el profesor Tuomas Knowles, también del Departamento de Química y coautor principal. “Es emocionante ver el progreso en este campo; hace quince años, nosotros y otros determinamos los mecanismos moleculares básicos para sistemas simples en un tubo de ensayo; pero ahora podemos estudiar este proceso a nivel molecular en pacientes reales, que es un paso importante para algún día desarrollar tratamientos”.

Los hallazgos revelaron que la replicación de los agregados de tau es significativamente lenta, y tarda hasta cinco años. “Las neuronas son sorprendentemente buenas para detener la formación de agregados, pero necesitamos encontrar formas de mejorarlos aún más si queremos desarrollar un tratamiento efectivo”, ha explicado el coautor principal, el profesor Sir David Klenerman, del Instituto de Investigación de Demencia del Reino Unido en la Universidad de Cambridge. “Es fascinante cómo ha evolucionado la biología para detener la agregación de proteínas”.

Según han indicado los autores del trabajo su metodología se podría emplear para contribuir al desarrollo de tratamientos para el alzhéimer al centrarse en los procesos clave que ocurren cuando las personas desarrollan la enfermedad. Además, la metodología podría aplicarse a otras enfermedades neurodegenerativas, como el párkinson. “El descubrimiento clave es que detener la replicación de agregados en lugar de su propagación será más efectivo en las etapas de la enfermedad que estudiamos”, concluye Knowles.