Descubren posible desencadenante de la enfermedad de Alzheimer en el cerebro

Investigadores de la Universidad de California - Riverside propusieron una nueva explicación sobre el inicio de la enfermedad de Alzheimer. En lugar de centrarse en la acumulación de placas en el cerebro, el estudio sugiere que la enfermedad podría comenzar cuando una proteína interfiere con la función normal de otra dentro de las células nerviosas.

Durante años, la investigación sobre el Alzheimer se ha enfocado principalmente en la proteína amiloide beta (a-beta), que forma agrupaciones en los cerebros de las personas con la enfermedad. Esta idea ganó apoyo debido a que mutaciones heredadas que aumentan los niveles de a-beta pueden causar Alzheimer de inicio temprano.

No obstante, a pesar de miles de ensayos clínicos diseñados para eliminar a-beta, esos tratamientos han fracasado en su mayoría para detener la enfermedad o revertir su progresión.

Los científicos también han sabido que otra proteína llamada tau se acumula en los cerebros de los pacientes con Alzheimer. Sin embargo, ha permanecido incierta la conexión exacta entre tau y a-beta.

"Además de tener demencia, el diagnóstico de Alzheimer requiere acumulación de a-beta y tau en el cerebro", afirmó el profesor de química de UCR y autor principal del estudio, Ryan Julian. "Pero muchos laboratorios se enfocan en el papel de uno y ignoran al otro".

Publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, Nexus, el nuevo estudio apunta a una interacción directa entre estas dos proteínas.

Cómo interactúan amiloide beta y tau

Tau normalmente ayuda a estabilizar estructuras microscópicas conocidas como microtúbulos. Estas pequeñas estructuras tubulares actúan como rutas de transporte dentro de las células nerviosas, llevando materiales esenciales a diferentes partes de la neurona. Sin microtúbulos funcionales, las neuronas luchan por transportar las moléculas necesarias para sobrevivir y comunicarse.

El equipo de investigación notó que la sección de tau responsable de unirse a los microtúbulos se asemeja en tamaño y estructura a a-beta. Esa observación llevó a preguntarse si a-beta también podría unirse a los microtúbulos.

Para investigar, los científicos adjuntaron un marcador fluorescente a a-beta. Al rastrear cambios en su movimiento y emisión de luz, pudieron determinar cuándo la proteína se unía a los microtúbulos.

Sus experimentos revelaron que a-beta y tau se unen a los microtúbulos con similar fuerza. Como resultado, cuando a-beta se acumula dentro de las neuronas, puede desplazar a tau de su posición normal.

"Nuestro trabajo muestra que amiloide beta y tau compiten por los mismos sitios de unión en los microtúbulos, y que a-beta puede impedir que tau funcione correctamente", dijo Julian.

Un nuevo posible desencadenante para el Alzheimer

Según los investigadores, el Alzheimer podría comenzar cuando a-beta desplaza a tau de los microtúbulos. Una vez que eso ocurre, la red de transporte interno de la célula podría comenzar a descomponerse.

Al mismo tiempo, tau podría comenzar a comportarse de manera anormal. Sin su interacción normal con los microtúbulos, la proteína puede agruparse y trasladarse a regiones de las neuronas donde no debería estar.

Este modelo sugiere que la acumulación de a-beta y tau puede ser una consecuencia de problemas celulares más profundos, en lugar de ser la causa original de la enfermedad. La idea podría ayudar a explicar varios enigmas de larga data en la investigación sobre Alzheimer.

Por ejemplo, las placas compuestas de a-beta a menudo se forman fuera de las células. Si el daño clave ocurre cuando a-beta interfiere con tau dentro de las neuronas, esas placas externas pueden no interrumpir directamente a tau o los microtúbulos que apoya.

Envejecimiento, autofagia y microtúbulos

El mecanismo propuesto también se alinea con la evidencia de que el proceso de reciclaje natural del cerebro se vuelve menos eficiente con la edad.

Un proceso conocido como autofagia normalmente elimina proteínas no deseadas, incluyendo a-beta, de las células. A medida que la autofagia disminuye en los adultos mayores, a-beta puede acumularse dentro de las neuronas y competir cada vez más con tau por el acceso a los microtúbulos.

Observaciones adicionales también respaldan la teoría. Algunos estudios recientes han informado que el litio podría reducir el riesgo de enfermedad de Alzheimer, mientras que investigaciones anteriores encontraron que el litio ayuda a estabilizar los microtúbulos.

Estos hallazgos plantean la posibilidad de que proteger los microtúbulos podría ayudar a contrarrestar algunos de los efectos dañinos causados por a-beta.

Implicaciones para futuros tratamientos

Si estudios futuros confirman estos resultados, podrían influir en la dirección del desarrollo de fármacos para Alzheimer.

En lugar de centrarse exclusivamente en eliminar agrupaciones de proteínas, los investigadores podrían dirigirse a la interacción entre a-beta y los microtúbulos. Otra estrategia potencial sería aumentar la capacidad de la célula para limpiar a-beta antes de que se acumule dentro de las neuronas.

Julian cree que los hallazgos ayudan a conectar muchas observaciones previamente desconectadas de la investigación sobre Alzheimer.

"Esta idea ayuda a dar sentido a muchos resultados que previamente parecían no relacionados", dijo Julian. "Nos brinda una imagen más clara de lo que podría estar yendo mal dentro de las neuronas y dónde podrían comenzar nuevos tratamientos".

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