Lograron identificar proteínas cerebrales específicas del Alzheimer

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Un nuevo estudio se dedicó a investigar la síntesis de las proteínas en el cerebro de pacientes con demencia. Los científicos lograron identificar proteínas cerebrales específicas del Alzheimer, que distinguen a esta patología de otras afecciones neurodegenerativas y de cerebros sanos. Esto proporciona pistas sobre las causas de la afección y podría inspirar nuevos tratamientos.

La enfermedad de Alzheimer (EA) es la forma más común de demencia. Lleva a una pérdida progresiva e irreversible de la memoria y de las habilidades cognitivas. Finalmente, concluye en una incapacidad permanente de la persona afectada.

En México, se calcula que existen unas 800 000 personas afectadas por la EA, cifra que se ve incrementada por el envejecimiento de la población.

Proteómica y cerebro

La etiopatogenia de la EA sigue sin estar clara, pero es probable que implique múltiples factores, tanto genéticos como ambientales.

A nivel cerebral, son característicos los acúmulos en forma de placas de la proteína anómala beta-amiloide y de los haces enredados de la proteína tau.

Un método para estudiar una patología tan compleja como esta es observar la particular forma en la que se modifica la síntesis o la «expresión» de proteínas en diferentes partes del cuerpo, llamada proteómica.

Los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad Emory en Atlanta dirigieron este estudio. Los resultados se publicaron en la revista Nature Medicine

El objetivo del equipo era identificar una «huella digital» única presente en la EA. Para esto, analizaron patrones de expresión de proteínas en más de 2000 cerebros y en casi 400 muestras de líquido cefalorraquídeo (LCR). Utilizaron muestras de personas con la patología y de controles sanos de la misma edad.

Para este gran estudio de proteómica, emplearon un análisis cuantitativo de espectrometría de masas y de redes de coexpresión de análisis de genes. También compararon muestras de LCR de personas con Alzheimer con las otras seis patologías neurodegenerativas.

Gracias a esto, los investigadores identificaron proteínas que están presentes en grandes cantidades en el cerebro y en el líquido cefalorraquídeo de las personas con Alzheimer.

Expresión proteica y glucólisis

En este estudio, lograron identificar proteínas cerebrales específicas del Alzheimer. Entre las proteínas expresadas en mayores niveles en la EA había varias involucradas en la glucólisis (descomposición de la glucosa) cerebral, proceso que proporciona energía.

En un estudio anterior, este mismo equipo encontró anomalías en el metabolismo de la glucosa. En cuanto a la actividad de las enzimas que controlan pasos clave de la glucólisis, fue menor en los casos de Alzheimer, en comparación con las muestras de tejidos cerebrales normales. 

Algunas de estas proteínas participan en la respuesta antinflamatoria generada por las células inmunes del cerebro. En palabras de Suzana Petanceska, directora del programa en el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento (NIA): «Este gran estudio proteómico comparativo apunta a cambios masivos en muchos procesos biológicos en la enfermedad de Alzheimer. Además, ofrece nuevos conocimientos sobre el papel del metabolismo de la energía cerebral y de la neuroinflamación en el proceso de la enfermedad».

Finalmente, el equipo verificó la glucemia en los participantes del estudio años antes de morir y encontró que mayores incrementos en la glucemia se correlacionan con mayores concentraciones de glucosa en el cerebro previo al deceso.

Factores de riesgo y gravedad

Estos datos se complementaron con los factores de riesgo genético de EA y con marcadores de la microglia y de las proteínas de astrocitos, todos asociados con un estado antinflamatorio. Esto muestra que cumplen funciones protectoras en la EA. Las proteínas de este tipo se elevaron en el líquido cefalorraquídeo en las primeras etapas de la enfermedad. 

Estas irregularidades metabólicas en pacientes con Alzheimer se correlacionan con la cantidad de placas amiloides y de ovillos proteicos en sus cerebros. La actividad enzimática más baja también se correlacionó con la gravedad y con el desarrollo de síntomas, como la pérdida de memoria.

«Hemos estado estudiando los posibles vínculos entre [irregularidades] en la forma en la que el cerebro metaboliza la glucosa y los cambios relacionados con el Alzheimer por un tiempo», dice el coautor del estudio, el doctor Madhav Thambisetty, del Laboratorio de Neurociencia del Comportamiento de la NIA. «El último análisis sugiere que estas proteínas también pueden tener potencial como biomarcadores de fluidos para detectar la presencia de enfermedad temprana», agrega.

Microglia, astrocitos y utilidad

Este estudio también encontró concentraciones más elevadas de proteínas con actividad antinflamatoria perteneciente a dos tipos de células cerebrales: microglia y astrocitos. Los niveles de estas proteínas también se elevaron en el LCR de las personas que mostraban signos cerebrales de Alzheimer, pero que aún no evidenciaban síntomas.

Los investigadores hipotetizan que estas células intentan reparar el daño debido a las placas amiloides. Además, buscan proteger a las células nerviosas en etapas tempranas de la enfermedad. Con relación a esto, plantean que los astrocitos y la microglia de las personas genéticamente susceptibles al Alzheimer pueden ser menos efectivos para reparar este daño tisular.

Además, varias de las proteínas detectadas en la EA están codificadas por genes conocidos por aumentar el riesgo de Alzheimer. Esto sugiere que estas moléculas están directamente involucradas en la condición.

Los investigadores escriben que los estudios futuros podrían analizar la expresión de proteínas en otras regiones del cerebro para identificar posibles mecanismos de protección.

Junto con aportar datos sobre la posible etiopatogenia de la EA, también, algunas de estas proteínas pueden ser biomarcadores útiles, tanto para diagnóstico como para control de la progresión. Como indica Petanceska: «Los datos y los análisis de este estudio [ya] se han puesto a disposición de la comunidad investigadora y pueden usarse como una fuente rica de nuevos objetivos para el tratamiento y para la prevención del Alzheimer, o servir como base para desarrollar biomarcadores de fluidos».