Alzheimer: la protección de la 'central eléctrica' de las células puede impulsar un nuevo tratamiento
La lesión de las mitocondrias, diminutas centrales eléctricas dentro de las células que les proporcionan energía, desencadena eventos que ocurren temprano en la enfermedad de Alzheimer y pueden ofrecer un objetivo prometedor para el tratamiento.
Así concluye un nuevo estudio publicado en la revista Alzheimer y demencia eso muestra cómo la beta amiloide oligomérica, una proteína altamente tóxica, altera las mitocondrias.
El estudio también revela cómo un tratamiento previo podría proteger a las células del cerebro humano de tal daño.
"Las mitocondrias", dice el autor principal, el Dr. Diego Mastroeni, profesor asistente de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, "son la principal fuente de energía en las células cerebrales y se ha demostrado que las deficiencias en el metabolismo energético son uno de los primeros eventos de la enfermedad de Alzheimer". patobiología ".
El Alzheimer es una enfermedad devastadora que destruye el tejido cerebral y priva a las personas de su capacidad para pensar, recordar, tomar decisiones, socializar y vivir de forma independiente.
Es la forma más común de demencia y la sexta causa principal de muerte en los Estados Unidos, donde más de 5 millones de personas la padecen.
La carga de la enfermedad de Alzheimer en los EE. UU. Aumenta a medida que la población envejece. Se prevé que el costo de la enfermedad de Alzheimer y otras demencias aumente de $ 259 mil millones a $ 1.1 billones entre 2017 y 2050.
A medida que avanza, la enfermedad cambia la biología y la química del cerebro, lo que hace que las células nerviosas o neuronas perezcan y el tejido se encoja.
Actualmente no existe una cura o un tratamiento eficaz que ralentice significativamente el progreso de la enfermedad de Alzheimer.
Se sabe que los signos de un cambio tisular temprano están en marcha antes de que surjan los síntomas conductuales de la enfermedad de Alzheimer; sin embargo, a pesar de algunas teorías sólidas, las causas exactas siguen siendo un misterio.
Beta amiloide y enfermedad de Alzheimer
Una teoría dominante sobre los orígenes del Alzheimer propone que la acumulación de fragmentos de proteína pegajosos llamados beta amiloide desencadena la cadena de eventos en el cerebro que conduce a la enfermedad.
La principal evidencia para apoyar esta teoría amiloide es que las autopsias cerebrales de personas que murieron con la enfermedad de Alzheimer tienen dos tipos distintivos de acumulaciones anormales de proteínas: ovillos dentro de las células y placas entre las células.
Estas características del Alzheimer se han encontrado principalmente en el hipocampo, la neocorteza y otras partes del cerebro que se encuentran debajo de la corteza y son importantes para el pensamiento, la memoria y el aprendizaje.
Sin embargo, a medida que la investigación ha explorado más profundamente la enfermedad y sus posibles causas, han surgido problemas con la teoría amiloide, dicen los autores del nuevo estudio.
Un problema tiene que ver con las inconsistencias en la evidencia. Por ejemplo, algunos estudios han informado que, a pesar de la fuerte presencia de placas amiloides en sus cerebros, algunos pacientes mayores no mostraron déficits mensurables en el pensamiento y la memoria, mientras que otros pacientes con síntomas severos similares al Alzheimer han mostrado muy poca acumulación de proteína amiloide anormal .
Otra razón para cuestionar la teoría del amiloide es que los fármacos experimentales que se dirigen al amiloide como una forma de tratar la enfermedad de Alzheimer han mostrado resultados decepcionantes en los ensayos clínicos y no han logrado detener el declive.
Estas preguntas y problemas han llevado a los investigadores a argumentar que las placas y los ovillos probablemente surgen en etapas posteriores de la enfermedad de Alzheimer y que están involucrados otros factores desencadenantes.
¿Un papel para las mitocondrias?
Las mitocondrias son pequeños compartimentos dentro de las células en los que el oxígeno y los nutrientes se transforman en trifosfato de adenosina (ATP), que es la principal fuente de combustible para la actividad celular.
"Décadas de investigación" han revelado que estas potencias celulares difieren entre los cerebros de Alzheimer y los cerebros sanos.
Esto ha llevado a la opinión de que las mitocondrias juegan un papel importante en la enfermedad de Alzheimer, no solo como contribuyentes sino también como impulsores de la enfermedad.
El debate actual va desde sugerir que la beta amiloide causa disfunción mitocondrial hasta proponer que una "cascada" de cambios mitocondriales "reemplaza jerárquicamente" el desarrollo de la beta amiloide.
Otro argumento en el debate propone que, en la enfermedad de Alzheimer, una forma "altamente tóxica" de beta amiloide, conocida como beta amiloide oligomérica, acelera el declive mitocondrial que ocurre naturalmente con la edad.
El nuevo estudio, que examina el impacto de la beta amiloide oligomérica en las mitocondrias de las células cerebrales, proporciona nuevas pruebas en esta dirección.
Evidencia de alteración de las mitocondrias
Para su estudio, el Dr. Mastroeni y sus colegas extrajeron neuronas piramidales del hipocampo en el cerebro de pacientes que habían muerto a causa de la enfermedad de Alzheimer.
Las neuronas piramidales se han descrito como los "motores y agitadores" del cerebro y son importantes para el procesamiento cognitivo. Se sabe que las enfermedades que debilitan el cerebro, como el Alzheimer, matan de manera desproporcionada estas células.
Cuando estudiaron las neuronas piramidales del hipocampo, los investigadores encontraron evidencia, en forma de expresión reducida de muchos genes mitocondriales, que sugerían que sus mitocondrias habían sido interrumpidas por beta amiloide oligomérico.
Encontraron que la misma expresión reducida de genes mitocondriales ocurrió cuando expusieron células de una línea celular de neuroblastoma humano a la proteína tóxica.
Otros tipos de células, como las células de astrocitos y microglía, extraídas del hipocampo de los mismos cerebros afectados por la enfermedad de Alzheimer, no mostraron evidencia de mitocondrias deterioradas. Las células de astrocitos y microglías brindan apoyo, como mantener el equilibrio químico y suministrar nutrientes.
El pretratamiento puede proteger las neuronas
En otra serie de experimentos, los investigadores trataron previamente las neuronas humanas en el laboratorio con un compuesto que es estructuralmente similar a la CoQ10, que se sabe que aumenta el ATP y limita el estrés oxidativo, otro proceso que puede degradar las mitocondrias.
Cuando expusieron las neuronas pretratadas a beta amiloide oligomérico, mostraron signos reducidos de deterioro mitocondrial. Sugieren que este resultado podría allanar el camino hacia nuevos tratamientos para la enfermedad de Alzheimer.
"Este estudio refuerza la toxicidad de la beta amiloide oligomérica en las mitocondrias neuronales y destaca la importancia de los compuestos protectores para proteger las mitocondrias de la toxicidad de la beta amiloide oligomérica".
Dr. Diego Mastroeni
