Por primera vez, los investigadores han utilizado datos humanos para cuantificar la velocidad de diferentes procesos que conducen a la enfermedad de Alzheimer y han descubierto que se desarrolla de una manera muy diferente de lo que se pensaba anteriormente. Sus resultados podrían tener importantes implicaciones para el desarrollo de posibles tratamientos.
El equipo internacional, dirigido por la Universidad de Cambridge, descubrió que en lugar de comenzar desde un solo punto en el cerebro e iniciar una reacción en cadena que conduce a la muerte de las células cerebrales, la enfermedad de Alzheimer llega temprano a diferentes regiones del cerebro. La rapidez con la que la enfermedad mata las células en estas regiones, a través de la producción de grupos de proteínas tóxicas, limita la rapidez con la que la enfermedad progresa en general.
Los investigadores utilizaron muestras cerebrales post mortem de pacientes con Alzheimer, así como escáneres PET de pacientes vivos, que iban desde aquellos con deterioro cognitivo leve hasta aquellos con enfermedad de Alzheimer en toda regla, para rastrear la agregación de tau, una de las dos proteínas clave. implicadas en la condición.
En la enfermedad de Alzheimer, la tau y otra proteína llamada beta-amiloide se acumulan en marañas y placas, conocidas colectivamente como agregados, lo que hace que las células cerebrales mueran y que el cerebro se encoja. Esto se traduce en pérdida de memoria, cambios de personalidad y dificultad para realizar las funciones diarias.
Al combinar cinco conjuntos de datos diferentes y aplicarlos al mismo modelo matemático, los investigadores observaron que el mecanismo que controla la tasa de progresión en la enfermedad de Alzheimer es la replicación de agregados en regiones individuales del cerebro, y no la propagación de agregados de una región a otra. Los resultados, publicados en la revista Science Advances, abren nuevas formas de comprender el progreso de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas, y nuevas formas de desarrollar tratamientos futuros.
Durante muchos años, los procesos dentro del cerebro que dan lugar a la enfermedad de Alzheimer se han descrito utilizando términos como “cascada” y “reacción en cadena”. Es una enfermedad difícil de estudiar, ya que se desarrolla durante décadas, y solo se puede dar un diagnóstico definitivo después de examinar muestras de tejido cerebral después de la muerte.
Durante años, los investigadores se han basado en gran medida en modelos animales para estudiar la enfermedad. Los resultados de los ratones sugirieron que la enfermedad de Alzheimer se propaga rápidamente, ya que los grupos de proteínas tóxicas colonizan diferentes partes del cerebro.
“Se pensaba que el Alzheimer se desarrolla de una manera similar a muchos cánceres: los agregados se forman en una región y luego se diseminan por el cerebro”, dijo el Dr. Georg Meisl del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge, primer autor del artículo. “Pero, en cambio, descubrimos que cuando comienza la enfermedad de Alzheimer 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 es la primera vez que se utilizan datos humanos para rastrear qué procesos controlan el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer a lo largo del tiempo. Fue posible en parte gracias al enfoque de la cinética química desarrollado en Cambridge durante la última década que permite modelar los procesos de agregación y diseminación en el cerebro, así como los avances en la exploración PET y las mejoras en la sensibilidad de otras mediciones cerebrales.
“Esta investigación muestra el valor de trabajar con datos humanos en lugar de modelos animales imperfectos”, dijo el coautor principal, el profesor Tuomas Knowles, también del Departamento de Química. “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 investigadores descubrieron que la replicación de los agregados de tau es sorprendentemente lenta, demorando 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”, dijo 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”.
Los investigadores dicen que su metodología podría usarse para ayudar al desarrollo de tratamientos para la enfermedad de Alzheimer, que afecta a aproximadamente 44 millones de personas en todo el mundo, al enfocarse en los procesos más importantes que ocurren cuando los humanos desarrollan la enfermedad. Además, la metodología podría aplicarse a otras enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Parkinson.
“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”, dijo Knowles.
Los investigadores ahora planean observar los procesos anteriores en el desarrollo de la enfermedad y extender los estudios a otras enfermedades como la demencia temporal frontal, la lesión cerebral traumática y la parálisis supranuclear progresiva, donde también se forman agregados de tau durante la enfermedad. El estudio es una colaboración entre investigadores del Instituto de Investigación de la Demencia del Reino Unido en la Universidad de Cambridge, la Universidad de Cambridge y la Escuela de Medicina de Harvard.
Fuente: Medical Xpress.
