Alzheimer: ¿cómo interrumpe la tau las células cerebrales?
Los científicos han encontrado un mecanismo previamente desconocido en el que la proteína tau, que está implicada en la enfermedad de Alzheimer, daña las células cerebrales al interferir con sus comunicaciones internas.
El descubrimiento arroja nueva luz sobre los orígenes de esta causa más común de demencia, una característica de la cual es la acumulación de filamentos de proteína tau enredados en el cerebro.
El hallazgo también podría conducir a nuevos tratamientos para el Alzheimer y otras enfermedades que destruyen progresivamente el tejido cerebral, concluyen los investigadores en un artículo sobre su trabajo que ahora aparece en la revista. Neurona.
Científicos del Hospital General de Massachusetts (MGH) en Charlestown y la Escuela de Medicina Johns Hopkins en Baltimore, MD, dirigieron el estudio, que se propuso investigar cómo la proteína tau podría contribuir al daño de las células cerebrales.
La enfermedad de Alzheimer no desaparece y empeora con el tiempo. Es la sexta causa más común de muerte en adultos en los Estados Unidos, donde se estima que 5,7 millones de personas padecen la enfermedad.
Aún se desconocen las causas exactas de la enfermedad de Alzheimer
La causa exacta del Alzheimer y otras formas de demencia sigue siendo un misterio para la ciencia. La evidencia sugiere que está involucrada una combinación de medio ambiente, genes y estilo de vida, con diferentes factores que tienen diferentes cantidades de influencia en diferentes personas.
La mayoría de los casos de Alzheimer no muestran síntomas hasta que las personas tienen 60 años o más. El riesgo de contraer la enfermedad aumenta rápidamente con la edad después de esto.
Los estudios cerebrales de personas con la enfermedad, junto con los análisis post mortem del tejido cerebral, han revelado mucho sobre cómo el Alzheimer cambia y daña el cerebro.
Los "cambios relacionados con la edad" incluyen: inflamación; encogimiento en algunas regiones del cerebro; creación de moléculas inestables de corta duración conocidas como radicales libres; e interrupción de la producción de energía celular.
El cerebro de una persona con la enfermedad de Alzheimer también tiene dos características distintivas: placas de proteína amiloide que se forman entre las células y marañas de proteína tau que se forman dentro de las células. El estudio reciente se refiere a este último.
Cambios en el comportamiento de tau
Las células del cerebro, o neuronas, tienen estructuras internas conocidas como microtúbulos que sostienen la célula y su función. Son componentes celulares muy activos que ayudan a transportar sustancias desde el cuerpo de la célula a las partes que la conectan con otras células.
En las células cerebrales sanas, la proteína tau normalmente "se une y estabiliza" los microtúbulos. Sin embargo, Tau se comporta de manera diferente en la enfermedad de Alzheimer.
Los cambios en la química del cerebro hacen que las moléculas de proteína tau se separen de los microtúbulos y se peguen entre sí.
Con el tiempo, las moléculas tau desprendidas forman filamentos largos, o ovillos neurofibrilares, que interrumpen la capacidad de las células cerebrales para comunicarse con otras células.
El nuevo estudio introduce la posibilidad de que, en la enfermedad de Alzheimer, tau interrumpa otro mecanismo que implica la comunicación entre el núcleo de la célula cerebral y su cuerpo.
Comunicación con el núcleo celular
El núcleo celular se comunica con el resto de la célula mediante estructuras llamadas poros nucleares, que comprenden más de 400 proteínas diferentes y controlan el movimiento de moléculas.
Los estudios sobre las causas de la esclerosis lateral amiotrófica, frontotemporal y otros tipos de demencia han sugerido que las fallas en estos poros nucleares están involucradas de alguna manera.
El estudio reciente revela que las células animales y humanas con la enfermedad de Alzheimer tienen poros nucleares defectuosos y que la falla está relacionada con la acumulación de tau en las células cerebrales.
"En condiciones de enfermedad", explica el coautor principal del estudio Bradley T. Hyman, director de la Unidad de Alzheimer del MGH, "parece que la tau interactúa con el poro nuclear y cambia sus propiedades".
Él y sus colegas descubrieron que la presencia de tau altera la estructura ordenada de los poros nucleares que contienen la principal proteína estructural Nup98. En las células de la enfermedad de Alzheimer, había menos de estos poros y los que estaban allí tendían a pegarse entre sí.
Nup98 "deslocalizado"
También observaron otro cambio curioso que involucraba a Nup98 dentro de las células cerebrales de la enfermedad de Alzheimer. En las células con tau agregada, el Nup98 estaba "mal localizado" en lugar de permanecer en el poro nuclear.
Revelaron que esta característica era más exagerada en el tejido cerebral de personas que habían muerto con formas más extremas de la enfermedad de Alzheimer.
Finalmente, cuando agregaron tau humana a cultivos vivos de células cerebrales de roedores, los investigadores encontraron que causaba una mala localización de Nup98 en el cuerpo celular y alteraba el transporte de moléculas al núcleo.
Esto fue evidencia de un "vínculo funcional" entre la presencia de la proteína tau y el daño al mecanismo de transporte nuclear.
Los autores señalan, sin embargo, que no está claro si la interacción Nup98-tau descubierta en el estudio solo ocurre debido a una enfermedad o si es un mecanismo normal que se comporta de manera extrema en condiciones de enfermedad.
Concluyen:
"Tomados en conjunto, nuestros datos proporcionan un mecanismo poco convencional para la neurodegeneración inducida por tau".
