El mapa del cerebro que debe ayudar a encontrar el origen del Alzheimer

BarcelonaInvestigadores de la prestigiosa Icahn School of Medicine del Monte Sinai, en Nueva York, han elaborado el mapa más completo de las proteínas del tejido cerebral que pueden asociarse a la enfermedad del Alzheimer. Después de examinar cómo interactúan más de 12.000 moléculas proteicas –que son una especie de nanorobot natural que construye, repara y regula procesos vitales dentro del cerebro–, han identificado hasta 300 que experimentan fallos de comunicación y que podrían vincularse a esta neurodegeneración. Estos cientos de proteínas apenas se habían estudiado en el contexto de la demencia, y entre ellas destaca una alteración que ahora los investigadores quieren conocer en profundidad para averiguar si puede ser uno de los orígenes de la enfermedad. De confirmarse, afirman, en un futuro se podría abrir una ventana de investigación que permita transformar este tipo de error en nuevas dianas terapéuticas.

En una búsqueda publicada este jueves en la revista Cell, un equipo liderado por el director del Centro para el Modelado Transformador de Enfermedades del Icahn School of Medicine, Bin Zhang, ha examinado muestras de tejido cerebral de casi 200 individuos con y sin Alzheimer, y ha descubierto que las interrupciones en la comunicación entre neuronas y las células de apoyo del cerebro llama microglia– están estrechamente vinculadas a la enfermedad. "Nuestro estudio muestra que la pérdida de una comunicación saludable entre neuronas y células gliales podría ser una de las principales causas de la progresión de la enfermedad", subraya el autor principal.

Una proteína en particular, llamada AHNAK, fue identificada como uno de los principales impulsores de estas interacciones nocivas. En cerebros sanos, las neuronas envían y reciben señales, mientras que las células gliales desempeñan una función de soporte y las protegen. Pero en el Alzheimer este equilibrio parece perderse: las células gliales se convierten en hiperactivas y las neuronas menos funcionales, lo que causa un aumento de la inflamación en los tejidos cerebrales. "Este estudio abre una nueva forma de pensar sobre el Alzheimer, no sólo como una acumulación de proteínas tóxicas, sino como un fallo en la forma en que las células cerebrales se comunican entre ellas", resume Bin Zhang.

Mayoritariamente, la investigación sobre el Alzheimer se ha centrado en las placas de la proteína beta-amiloide –una sustancia que se acumula en grandes cantidades y que la ciencia considera o bien una de las principales causas o bien un signo evidente del Alzheimer– y los cogollos de la taza de neurofi nudos que impiden la comunicación entre las neuronas. Pero según los investigadores neoyorquinos, estas acumulaciones por sí solas no cuentan toda la historia, lo que hace que algunos de los tratamientos dirigidos que existen actualmente sólo aporten beneficios modestos.

El punto en el que se produce el Alzheimer

En este sentido, la innovación detrás de este estudio radica en que, a partir de la enorme cantidad de proteínas que se han examinado dentro del cerebro, se ha logrado cuantificar la expresión de proteínas en todo el cerebro, lo que "permite tener una visión completa de las alteraciones e interacciones proteómicas en el Alzheimer", a. Con modelos computacionales avanzados, los investigadores del Mount Sinai construyeron redes a gran escala para cartografiar cómo interactúan las proteínas y, así, identificaron en qué punto la conexión se rompe y se produce el Alzheimer. "Eso permite descubrir sistemas enteros que fallan, en lugar de centrarse en una sola molécula", insisten. "Y sabiendo dónde fallan, podemos empezar a desarrollar tratamientos que devuelvan el sistema al equilibrio", añade Bin Zhang.

En estos modelos, los investigadores identificaron varias proteínas que llamaron "proteínas clave conductoras", es decir, que son moléculas que parecían desempeñar un papel desproporcionado a la hora de desencadenar o acelerar la enfermedad. Los niveles de AHNAK aumentan a medida que el Alzheimer progresa, y esto se asocia a una mayor concentración de otras proteínas tóxicas en el cerebro, como el amiloide beta y la tau. Para probar su impacto, redujeron la presencia del AHNAK en modelos de células cerebrales humanas derivadas de células madre y observaron una disminución de los niveles de tabla y una mejora de la función neuronal. En el laboratorio, de hecho, los tejidos presentaban menos toxicidad y mayor actividad neuronal, dos signos alentadores que los investigadores defienden que podrían conducirlos a restaurar la función cerebral.

"Estos resultados sugieren que AHNAK podría ser un objetivo terapéutico prometedor", afirma la principal coautora Dongming Cai, profesora de neurología y directora del Grossman Center for Memory Research and Care en la Universidad de Minnesota. Y dado que se han identificado 300 proteínas que apenas se habían estudiado en el contexto de la enfermedad, los investigadores aseguran que su explotación puede abrir nuevas líneas de investigación para la consecución de nuevos fármacos.

Los propios investigadores admiten que se necesitan más estudios para investigar el AHNAK y otras proteínas clave en sistemas vivos, pero los datos completos de este estudio ya se han publicado en abierto para investigadores de todo el mundo.