Superar las conexiones perdidas para combatir el Alzheimer

Un estudio reciente reveló que una proteína importante para la comunicación neuronal está asociada con la resistencia del paciente a la enfermedad de Alzheimer y puede retrasar el deterioro cognitivo.

Al igual que el cable que conecta un auricular de teléfono y el receptor, una neurona necesita establecer una conexión física con otras neuronas para comunicarse y transmitir señales que permitan a las personas pensar y hablar. El nuevo estudio publicado en la revista Proteómica Molecular y Celular sugiere que una proteína, llamada neuritina, puede permitir que algunas personas retengan sus conexiones neuronales incluso cuando las sustancias tóxicas que causan el Alzheimer intentan romperlas.

El Alzheimer es la causa más común de demencia y afecta a más de 5,8 millones de estadounidenses. Para diagnosticarlo, los médicos usan pruebas de competencia mental, exámenes físicos y neurológicos, imágenes cerebrales, pruebas de líquido cefalorraquídeo e historial médico. La mayoría de los pacientes muestran tanto un deterioro cognitivo como una acumulación de proteínas tóxicas en el cerebro, lo que provoca la muerte de las neuronas y el encogimiento del cerebro.

Estos agregados anormales de proteínas, llamados placas beta amiloides y ovillos tau, pueden interrumpir las conexiones neuronales y la comunicación, lo que conduce a la pérdida de la memoria y la confusión, los síntomas característicos del Alzheimer.

Sin embargo, algunos pacientes muestran signos característicos de la patología de Alzheimer en sus cerebros cuando son examinados, pero siguen siendo mentalmente competentes. Estos individuos son conocidos como «cognitivamente resilientes» por los investigadores que realizaron el estudio.

«La forma en que las personas mayores cognitivamente normales con patología de la enfermedad de Alzheimer soportan el inicio de la demencia es una de las preguntas más fundamentales y sin respuesta en el campo», dijo Jeremy Herskowitz, profesor asociado de neurología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Alabama en Birmingham y cosupervisor de el proyecto.

Para abordar esta pregunta, Herskowitz y Nicholas Seyfried, profesor de bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory y codirector del proyecto, se unieron y combinaron sus especialidades en proteómica y neurología básica para examinar las proteínas en los tejidos del cerebro humano.

A diferencia de la investigación basada en hipótesis ampliamente empleada, este equipo estudia primero a los humanos enfermos y sus tejidos para descubrir terapias potenciales.

«Eso es bastante diferente a los enfoques tradicionales, que intentan hacer descubrimientos en sistemas modelo experimentales», dijo Herskowitz. «Nuestra investigación identifica colectivamente las diferencias en los humanos primero. Luego, después de que se hace ese descubrimiento, podemos hacer preguntas en los sistemas modelo experimentales para averiguar qué está pasando a nivel molecular y celular».

Los investigadores realizaron una gran pantalla de espectrometría de masas de las proteínas que se encuentran en los cerebros de personas sanas, pacientes típicos de Alzheimer y pacientes cognitivamente resilientes. Cheyenne Hurst, estudiante de posgrado en Emory y coautora principal del estudio, utilizó programación informática de alta potencia para determinar que la neuritina se correlaciona con una función cognitiva intacta a lo largo del tiempo.

«Cuanto mayor sea la cantidad de neuritina que tenga en su cerebro, más probabilidades tendrá de estar cognitivamente intacto», dijo Hurst.

Luego, los investigadores querían probar cómo la proteína afecta la forma en que se comunican las neuronas. Para ello, aislaron neuronas del hipocampo de ratas y las trataron con neuritina, la beta amiloide patógena o ambas.

Derian Pugh, estudiante de posgrado de la UAB y coautor principal, notó diferencias estructurales en los tres grupos.

«Las espinas dendríticas o las sinapsis que salen de las neuronas sanas me recuerdan a las ramas de un árbol», dijo Pugh.

Pero la estructura de las neuronas expuestas a la beta amiloide patógena se interrumpió, al igual que sus conexiones con otras neuronas. Pugh dijo que «parecían un árbol sin ramas».

Sin embargo, la neurina bloqueó por completo los efectos perjudiciales de la beta amiloide en los cultivos de neuronas.

«Con estos experimentos, pudimos recapitular lo que sucede en los humanos que muestran resiliencia cognitiva y un posible mecanismo», dijo Herskowitz.

El equipo planea centrarse en la biología básica de la neuritina, pero también en cómo pueden aprovechar la neuritina como biomarcador de la enfermedad de Alzheimer o como agente terapéutico.

«La capacidad de estimar la cantidad de patología beta amiloide en el cerebro de una persona mayor usando biomarcadores está muy avanzada», dijo Seyfried. «Podemos predecir con bastante precisión la presencia de beta amiloide en el cerebro de alguien mientras todavía está vivo. Si tiene una gran cantidad de beta amiloide, pero aún es cognitivamente normal, es posible que algún día quiera recibir tratamiento con neuritin o medicamentos que aumentan los niveles de neurina para que esos síntomas no se conviertan en demencia».