El traumatismo craneal puede activar virus latentes y causar neurodegeneración

Los deportistas que reciben golpes en la cabeza de forma repetida tienen un mayor riesgo de desarrollar enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer, según han mostrado diversos estudios, como una investigación publicada el año pasado en The Lancet Neurology que comprobó que los jugadores de fútbol tenían más probabilidades de sufrir demencia, párkinson o esclerosis lateral amiotrófica a causa de los numerosos impactos en la cabeza que experimentan a lo largo de su carrera profesional.

Por ello, las conmociones cerebrales y los traumatismos craneoencefálicos repetitivos en deportes como el fútbol y el boxeo se consideran ya graves amenazas para la salud y los organismos rectores del deporte han adaptado el equipo de protección y las reglas de juego para minimizar este riesgo.

Ahora, investigadores de la Universidad de Tufts y la Universidad de Oxford han descubierto mecanismos que pueden conectar el evento traumático y la aparición de la enfermedad y señalan como los responsables a virus latentes presentes en el cerebro de la mayoría de nosotros que pueden activarse por la sacudida, lo que conduce a la inflamación y a la acumulación de daños que pueden ocurrir durante los meses y años siguientes. Los resultados se han publicado en Science Signaling y sugieren que el uso de medicamentos antivirales puede ser una opción como posibles tratamientos preventivos tempranos después de una lesión en la cabeza.

Virus que llegan al cerebro y pueden provocar alzhéimer

El microbioma incluye cientos de especies bacterianas que habitan en el organismo y participa en procesos como la digestión, además de contribuir al desarrollo del sistema inmunitario y la protección contra patógenos, pero también incluye docenas de virus que pululan por el cuerpo y que en algunos casos pueden ser potencialmente dañinos, aunque se limitan a permanecer latentes dentro de nuestras células. Por ejemplo, el virus del herpes simple 1 (VHS-1) –que se encuentra en más del 80% de las personas– y el virus de la varicela-zóster –presente en el 95% de las personas– llegan al cerebro y duermen dentro de nuestras neuronas y células gliales.

Dana Cairns, investigadora asociada del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Tufts y autora principal del estudio, había encontrado evidencia en estudios anteriores que sugerían que la activación del VHS-1 desde su estado latente desencadena los síntomas característicos de la enfermedad de Alzheimer en modelos de laboratorio de tejido cerebral: placas amiloides, pérdida neuronal, inflamaciones y disminución de la funcionalidad de la red neuronal.

"En ese estudio, otro virus, la varicela, creó las condiciones inflamatorias que activaron el VHS-1", ha señalado Cairns en una nota publicada por la Universidad de Tufts. "Pensamos: ¿qué pasaría si sometiéramos el modelo de tejido cerebral a una alteración física, algo similar a una conmoción cerebral? ¿Se despertaría el VHS-1 y comenzaría el proceso de neurodegeneración?"

El vínculo entre el VHS-1 y la enfermedad de Alzheimer fue sugerido por primera vez por la coautora Ruth Itzhaki, profesora invitada en la Universidad de Oxford, quien hace más de 30 años identificó el virus en una gran proporción de cerebros de la población de edad avanzada. Sus estudios posteriores sugirieron que el virus puede reactivarse en el cerebro desde un estado latente debido a factores como el estrés o la inmunosupresión, lo que finalmente genera un daño neuronal.

Después de los golpes controlados, las células infectadas por VHS-1 mostraban una reactivación del virus y, poco después, los marcadores característicos de la enfermedad de Alzheimer

Para realizar la nueva investigación se empleó un modelo de laboratorio que reconstruye el entorno del cerebro. El modelo de tejido cerebral consiste en un material esponjoso de 6 mm de ancho con forma de rosquilla hecho de proteína de seda y colágeno, impregnado de células madre neuronales, que luego se convierten en neuronas maduras, desarrollan axones y extensiones dendríticas y forman una red. Las células gliales también emergen de las células madre para ayudar a imitar el entorno cerebral y nutrir a las neuronas, que se comunican entre sí a través de sus extensiones de forma similar a como lo harían en el cerebro y, al igual que las células del cerebro, pueden llevar en su interior el ADN del virus VHS-1 latente.

Tras introducir el tejido similar al cerebro en un cilindro y darle una sacudida repentina sobre un pistón, imitando una conmoción cerebral, Cairns examinó el tejido bajo el microscopio durante un tiempo. Algunos de los modelos de tejido tenían neuronas con VHS-1 y otros estaban libres del virus. Después de los golpes controlados, se observó que las células infectadas mostraban una reactivación del virus y, poco después, los marcadores característicos de la enfermedad de Alzheimer, incluyendo placas amiloides, y acumulaciones de proteína tau, que provoca inflamación, graves daños en las neuronas y una proliferación de células gliales llamada gliosis.

Otros golpes con los pistones sobre los modelos de tejido que imitaban lesiones repetidas en la cabeza produjeron las mismas reacciones, que fueron incluso más graves. Mientras tanto, las células sin VHS-1 mostraron algo de gliosis, pero ninguno de los otros marcadores de la enfermedad de Alzheimer.

Los resultados constituyen un potente indicador de que las conmociones cerebrales que sufren determinados deportistas podrían estar desencadenando la reactivación de infecciones latentes en el cerebro que pueden conducir a la enfermedad de Alzheimer. Los estudios epidemiológicos han demostrado que múltiples golpes en la cabeza pueden duplicar o incluso aumentar las probabilidades de sufrir una enfermedad neurodegenerativa meses o años después.

"Esto abre la cuestión de si los medicamentos antivirales o los agentes antiinflamatorios podrían ser útiles como tratamientos preventivos tempranos después de un traumatismo craneal para detener la activación del VHS-1 y reducir el riesgo de enfermedad de Alzheimer", ha declarado Cairns. Un dato importante porque además del daño a los deportistas, las lesiones cerebrales traumáticas afectan a unos 69 millones de personas en todo el mundo cada año y son una de las principales causas de discapacidad y muerte en adultos, con un coste económico estimado en 400 mil millones de dólares anuales.

"El modelo de tejido cerebral nos lleva a otro nivel en la investigación de estas conexiones entre lesiones, infecciones y la enfermedad de Alzheimer", dijo David Kaplan, profesor de Ingeniería de la Familia Stern en Tufts. "Podemos recrear entornos tisulares normales que se parecen al interior de un cerebro, rastrear virus, placas, proteínas, actividad genética, inflamación e incluso medir el nivel de señalización entre neuronas. Hay mucha evidencia epidemiológica sobre los vínculos ambientales y de otro tipo con el riesgo de alzhéimer. "El modelo de tejido nos ayudará a poner esa información en una base mecanicista y proporcionará un punto de partida para probar nuevos medicamentos", concluye el experto.