Las conmociones cerebrales y los traumatismos craneales repetitivos en deportes como el fútbol y el boxeo, que antes se aceptaban como una consecuencia desagradable de una intensa competición atlética, ahora se reconocen como amenazas graves para la salud. Es especialmente preocupante la conexión entre las lesiones en la cabeza y las enfermedades neurodegenerativas, como la encefalopatía traumática crónica, la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, lo que ha llevado a los organismos reguladores deportivos a ajustar el equipo de protección y las reglas de juego para minimizar el riesgo.
Los investigadores de la Universidad de Tufts y la Universidad de Oxford han descubierto mecanismos que pueden conectar los puntos entre el evento traumático y la aparición de la enfermedad, señalando virus latentes que acechan en la mayoría de nuestros cerebros y que pueden activarse por la sacudida, lo que provoca inflamación y daño acumulado que puede ocurrir durante los meses y años siguientes.
Los resultados sugieren el uso de medicamentos antivirales como posibles tratamientos preventivos tempranos después de una lesión en la cabeza. Los hallazgos se publican en un estudio en Science Signaling.
El microbioma, que incluye cientos de especies bacterianas que habitan en nuestros cuerpos, proporciona ayuda en la digestión, el desarrollo del sistema inmunológico y la protección contra patógenos dañinos. Pero el microbioma también incluye docenas de virus que pululan en nuestro cuerpo en cualquier momento. Algunos de ellos pueden ser potencialmente dañinos, pero simplemente permanecen latentes dentro de nuestras células. Se sabe que el virus del herpes simple 1 (HSV-1), presente en más del 80% de las personas, y el virus de la varicela-zóster, presente en el 95% de las personas, ingresan al cerebro y duermen dentro de nuestras neuronas y células gliales.
Dana Cairns, investigadora asociada del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Tufts y autora principal del estudio, había encontrado evidencia en estudios anteriores que sugerían que la activación del HSV-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 HSV-1”, dijo Cairns. “Pensamos, ¿qué pasaría si sometiéramos el modelo de tejido cerebral a una alteración física, algo parecido a una conmoción cerebral? ¿Se despertaría el HSV-1 y comenzaría el proceso de neurodegeneración?”.
El vínculo entre el HSV-1 y la enfermedad de Alzheimer fue sugerido por primera vez por la coautora Ruth Itzhaki, profesora visitante en la Universidad de Oxford, quien hace más de 30 años identificó el virus en una alta 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 por eventos como el estrés o la inmunosupresión, lo que finalmente conduce a un daño neuronal. En el estudio actual, los investigadores utilizaron un modelo de laboratorio que reconstruye el entorno del cerebro para comprender mejor cómo las conmociones cerebrales pueden desencadenar las primeras etapas de la reactivación del virus y la neurodegeneración.
El modelo de tejido cerebral consiste en un material esponjoso con forma de rosquilla de 6 mm de ancho 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.
Las neuronas se comunican entre sí a través de sus extensiones de manera similar a como se comunicarían en un cerebro. Y al igual que las células del cerebro, pueden llevar dentro de ellas el ADN del virus HSV-1 latente.
Después de encerrar 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 HSV-1, y otros estaban libres del virus.
Después de los golpes controlados, observó que las células infectadas mostraban una reactivación del virus y, poco después, los marcadores característicos de la enfermedad de Alzheimer, incluidas las placas amiloides, p-tau (una proteína que crea “ovillos” similares a fibras en el cerebro), inflamación, neuronas moribundas y una proliferación de células gliales llamada gliosis. Más golpes con los pistones sobre los modelos de tejido que imitaban lesiones repetidas en la cabeza llevaron a las mismas reacciones, que fueron incluso más graves. Mientras tanto, las células sin HSV-1 mostraron algo de gliosis, pero ninguno de los otros marcadores de la enfermedad de Alzheimer.
Los resultados fueron un fuerte indicador de que los atletas que sufren conmociones cerebrales 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 tener 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 HSV-1 y reducir el riesgo de enfermedad de Alzheimer”, dijo Cairns.
El problema va mucho más allá de las preocupaciones de los atletas. La lesión cerebral traumática es una de las causas más comunes de discapacidad y muerte en adultos, que afecta a unos 69 millones de personas en todo el mundo cada año, con un costo económico estimado en $400 mil millones anuales.
“El modelo de tejido cerebral nos lleva a otro nivel en la investigación de estas conexiones entre lesión, infección y enfermedad de Alzheimer”, dijo David Kaplan, profesor de ingeniería de la familia Stern en Tufts.
“Podemos recrear entornos de tejidos 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 Alzheimer.
“El modelo de tejido nos ayudará a poner esa información en una base mecanicista y nos proporcionará un punto de partida para probar nuevos medicamentos”.
Fuente: Medical Xpress.
