La esclerosis múltiple y su impacto en el equilibrio y movimiento

La esclerosis múltiple (EM) afecta a aproximadamente 2.3 millones de personas en todo el mundo. En alrededor del 80% de los casos, la enfermedad se manifiesta con inflamación en el cerebelo, una región del cerebro crucial para el equilibrio y el movimiento coordinado. El daño en esta área puede desencadenar temblores, movimientos inestables y dificultades en el control muscular. Con el tiempo, estos síntomas tienden a intensificarse a medida que se pierde tejido sano en el cerebelo.

Una nueva investigación de la Universidad de California - Riverside proporciona una visión renovada sobre por qué ocurre este deterioro. El estudio, publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, señala que el mal funcionamiento de las mitocondrias es un factor clave en la descomposición progresiva de las neuronas cerebelosas conocidas como células de Purkinje. La pérdida de estas células parece estar estrechamente relacionada con el empeoramiento de los problemas de movimiento en personas con EM.

Inflamación, pérdida de mielina y falla energética

La EM se caracteriza por inflamación y desmielinización en el sistema nervioso central. La desmielinización es el proceso en el que la vaina de mielina, una capa protectora que rodea las fibras nerviosas en el cerebro y la médula espinal, se daña o destruye. Sin esta protección, las señales eléctricas tienen dificultades para viajar de manera eficiente a lo largo de los nervios, lo que provoca una amplia gama de síntomas neurológicos.

Las mitocondrias desempeñan un papel diferente pero igualmente crítico. Estas estructuras suministran la mayor parte de la energía de una célula, razón por la cual a menudo se les denomina "las centrales energéticas" de la célula.

"Nuestro estudio, realizado por mi estudiante de posgrado Kelley Atkinson, propone que la inflamación y la desmielinización en el cerebelo interrumpen la función mitocondrial, contribuyendo al daño nervioso y a la pérdida de células de Purkinje", afirmó Seema Tiwari-Woodruff, profesora de ciencias biomédicas en la Escuela de Medicina de UC Riverside, quien lideró el equipo de investigación. "Observamos una pérdida significativa de la proteína mitocondrial COXIV en las células de Purkinje desmielinizadas, lo que sugiere que la alteración mitocondrial contribuye directamente a la muerte celular y al daño cerebeloso."

La importancia de las células de Purkinje

Los movimientos cotidianos, como caminar, alcanzar o mantener el equilibrio, dependen de una coordinación precisa entre los músculos, los órganos sensoriales y múltiples regiones del cerebro. El cerebelo juega un papel central en este proceso.

"Dentro del cerebelo hay células especiales llamadas neuronas de Purkinje", dijo Tiwari-Woodruff. "Estas células grandes y altamente activas ayudan a coordinar movimientos suaves y precisos, como bailar, lanzar una pelota o simplemente caminar. Son esenciales para el equilibrio y las habilidades motoras finas."

En la EM y en enfermedades neurológicas relacionadas, el daño al cerebelo a menudo conduce a la muerte gradual de las células de Purkinje. A medida que estas neuronas desaparecen, las personas pueden desarrollar ataxia, una condición marcada por una mala coordinación y movimientos inestables.

"Nuestra investigación examinó tejido cerebral de pacientes con EM y encontró problemas importantes en estas neuronas: tenían menos ramas, estaban perdiendo mielina y presentaban problemas mitocondriales, lo que significa que su suministro de energía estaba fallando", comentó Tiwari-Woodruff. "Dado que las células de Purkinje desempeñan un papel central en el movimiento, su pérdida puede causar problemas de movilidad graves. Comprender por qué se dañan en la EM podría ayudarnos a encontrar mejores tratamientos para proteger el movimiento y el equilibrio en las personas con la enfermedad."

Pruebas en un modelo de ratón con EM

Para comprender mejor cómo se desarrollan estos cambios, los investigadores también estudiaron la encefalomielitis autoinmune experimental (EAE), un modelo de ratón que desarrolla síntomas similares a los de la EM. Esto les permitió rastrear los cambios mitocondriales a medida que la enfermedad progresaba.

Con el tiempo, los ratones experimentaron un declive constante en las células de Purkinje, reflejando lo que se observa en la EM humana.

"Las neuronas restantes no funcionan tan bien porque sus mitocondrias, las partes productoras de energía, comienzan a fallar", dijo Tiwari-Woodruff. "También observamos que la mielina se descompone temprano en la enfermedad. Estos problemas, menos energía, pérdida de mielina y neuronas dañadas, comienzan temprano, pero la muerte real de las células cerebrales tiende a ocurrir más tarde, a medida que la enfermedad se vuelve más grave. La pérdida de energía en las células cerebrales parece ser una parte clave de lo que causa daño en la EM."

Aunque el modelo EAE no replica todas las características de la EM, sus similitudes con la condición humana lo convierten en una herramienta poderosa para estudiar la neurodegeneración y probar nuevos enfoques terapéuticos.

Enfocándose en las mitocondrias como estrategia de tratamiento

"Nuestros hallazgos ofrecen información crítica sobre la progresión de la disfunción cerebelosa en la EM", afirmó Tiwari-Woodruff. "Apuntar a la salud mitocondrial puede representar una estrategia prometedora para ralentizar o prevenir el deterioro neurológico y mejorar la calidad de vida de las personas que viven con EM. Esta investigación nos acerca a comprender los complejos mecanismos de la EM y desarrollar tratamientos más efectivos y específicos para esta enfermedad debilitante."

Próximos pasos

El equipo de investigación ahora explora si el daño mitocondrial se extiende más allá de las células de Purkinje a otros tipos de células cerebelosas, incluidas los oligodendrocitos, que ayudan a formar la materia blanca, y los astrocitos, que apoyan la función cerebral en general.

"Para responder a esto, uno de nuestros proyectos de investigación en curso se centra en estudiar las mitocondrias en tipos específicos de células cerebrales en el cerebelo", dijo Tiwari-Woodruff. "Dicha investigación puede abrir la puerta a encontrar formas de proteger el cerebro desde temprano, como aumentar la energía en las células cerebrales, ayudarlas a reparar su recubrimiento de mielina protector o calmar el sistema inmunológico antes de que se produzcan demasiados daños. Esto es especialmente importante para las personas con EM que luchan con el equilibrio y la coordinación, ya que estos síntomas están relacionados con el daño en el cerebelo."

La importancia de la investigación continua

Tiwari-Woodruff enfatizó la importancia más amplia de la inversión sostenida en la investigación médica.

"Recortar fondos a la ciencia solo ralentiza el progreso cuando más lo necesitamos", dijo. "El apoyo público a la investigación importa más que nunca."

El estudio fue realizado por Tiwari-Woodruff y Atkinson junto a Shane Desfor, Micah Feria, Maria T. Sekyi, Marvellous Osunde, Sandhya Sriram, Saima Noori, Wendy Rincón y Britany Bello. Los investigadores analizaron tejido cerebeloso postmortem de individuos con EM secundaria progresiva y lo compararon con tejido de donantes sanos. Las muestras fueron obtenidas del NeuroBioBank de los Institutos Nacionales de Salud y de la Clínica Cleveland.

La financiación para el estudio fue proporcionada por la Sociedad Nacional de Esclerosis Múltiple.

El artículo de investigación se titula "Disminución de la actividad mitocondrial en el cerebelo desmielinizante de la esclerosis múltiple progresiva y EAE crónica contribuye a la pérdida de células de Purkinje."

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