La reparación de la barrera hematoencefálica con fugas puede rejuvenecer la función cerebral
Una nueva investigación en ratones cuestiona la idea de que "no se pueden enseñar trucos nuevos a un perro viejo". La respuesta puede estar en preservar la barrera hematoencefálica, que tiende a filtrarse con la edad.
La barrera hematoencefálica es un conjunto complejo de características de los vasos sanguíneos que ayudan a proteger al cerebro de sustancias potencialmente dañinas en el torrente sanguíneo.
En una reciente Medicina traslacional de la ciencia En el estudio, los científicos describen cómo la ruptura de la barrera hematoencefálica puede desencadenar inflamación cerebral y deterioro cognitivo en ratones envejecidos.
El equipo internacional descubrió que la ruptura de la barrera hematoencefálica activa una proteína de señalización en las células cerebrales llamadas astrocitos.
Luego, los investigadores desarrollaron y probaron un fármaco que bloqueaba la proteína de señalización, que se conoce con el nombre de factor de crecimiento transformante beta (TGF-beta).
Después del tratamiento con el fármaco, los ratones mostraron menos signos de inflamación cerebral y una capacidad mejorada para aprender nuevas tareas que coincidían con el rendimiento de ratones mucho más jóvenes.
"Tendemos a pensar en el cerebro envejecido de la misma manera que pensamos en la neurodegeneración: la edad implica pérdida de función y células muertas", dice la coautora principal del estudio, Daniela Kaufer, profesora de biología integrativa en la Universidad de California, Berkeley.
"Pero nuestros nuevos datos cuentan una historia diferente acerca de por qué el cerebro envejecido no está funcionando bien: es debido a esta 'niebla' de carga inflamatoria", agrega.
El profesor Kaufer explica que a los pocos días de abolir la "niebla inflamatoria", el cerebro envejecido comienza a funcionar más como un cerebro joven.
Los hallazgos deberían ayudar a los científicos a comprender mejor el deterioro de las funciones cerebrales que involucran la inflamación que puede acompañar al envejecimiento y afecciones como la demencia.
Investigando la niebla inflamatoria
Un creciente cuerpo de investigación, que incluye estudios de imágenes del coautor principal del estudio Alon Friedman, de la Universidad Ben-Gurion del Negev en Israel y la Universidad de Dalhousie en Canadá, muestra que la barrera hematoencefálica se vuelve menos eficiente con la edad.
Cuanto más permeable se vuelve la barrera hematoencefálica, más fácil es que las sustancias que causan la inflamación pasen del torrente sanguíneo al tejido cerebral y dañen las células.
Kaufer y Friedman también son coautores principales de otro reciente Medicina traslacional de la ciencia estudio que examinó más de cerca la niebla inflamatoria en las barreras hematoencefálicas con fugas.
Las personas con enfermedad de Alzheimer pueden experimentar episodios epilépticos con frecuencia, pero ellos y sus médicos no necesariamente son conscientes de ellos.
La edad avanzada es un factor de riesgo tanto para la enfermedad de Alzheimer como para la epilepsia, y los datos experimentales y clínicos apoyan la idea de un vínculo entre las dos condiciones.
Para el segundo estudio, el equipo analizó las lecturas de EEG de personas con enfermedad de Alzheimer y encontró una firma de EEG para lo que describen como "eventos paroxísticos de ondas lentas (PSWE)".
A partir de los EEG, vieron cómo la tasa de PSWE parecía coincidir con el nivel de deterioro cognitivo de los individuos.
En EEG de personas con epilepsia, encontraron que los PSWE que ocurrieron entre las convulsiones coincidían con áreas de la barrera hematoencefálica con fugas. Encontraron la misma coincidencia en ratones viejos, ratones propensos a la enfermedad de Alzheimer y ratas con epilepsia inducida.
TGF-beta y albúmina
Pruebas adicionales en ratas jóvenes revelaron que era posible dañar la barrera hematoencefálica introduciendo la proteína albúmina en el cerebro. Esto condujo a una mayor tasa de PSWE.
En investigaciones anteriores, Friedman y Kaufer habían demostrado que la albúmina puede filtrarse al cerebro después de un trauma. La proteína se adhiere al receptor TGF-beta de los astrocitos.
Al unirse a los receptores de TGF-beta de los astrocitos, la proteína desencadena una cadena de eventos inflamatorios que dañan las células y los circuitos cerebrales.
El daño aumenta la probabilidad de convulsiones al alterar el equilibrio entre la excitación y la inhibición de las neuronas.
El equipo concluye que los hallazgos apuntan a una barrera hematoencefálica con fugas como una posible causa de convulsiones no convulsivas en personas con enfermedad de Alzheimer. También puede ofrecer un posible objetivo de tratamiento.
Biomarcadores para las barreras hematoencefálicas deterioradas
Los investigadores sugieren que los dos conjuntos de hallazgos ofrecen dos nuevos biomarcadores que podrían ayudar a los médicos a identificar a las personas que podrían tener un problema de la barrera hematoencefálica: uno mediante resonancia magnética (que puede detectar barreras con fugas) y el otro mediante electroencefalograma (que puede detectar anomalías). ritmos cerebrales).
También hay margen para desarrollar el medicamento que usaron como una forma de reparar una barrera hematoencefálica con fugas para ralentizar y quizás incluso revertir algunos de los problemas que puede causar.
"Ahora tenemos dos biomarcadores que le dicen exactamente dónde se escapa la barrera hematoencefálica, de modo que puede seleccionar pacientes para el tratamiento y tomar decisiones sobre cuánto tiempo debe administrar el medicamento".
Prof. Daniela Kaufer
Los expertos que comentan los dos estudios en general acogen con satisfacción los hallazgos, pero advierten contra la conclusión de que describen formas de revertir la demencia en humanos.
“En general”, señala Diego Gomez-Nicola, profesor asociado de neurociencia en la Universidad de Southampton en el Reino Unido, “estos estudios se suman a un cuerpo de conocimiento que respalda el impacto de la inflamación en la demencia y proporcionan objetivos prometedores para futuros estudios clínicos . "
