Investigadores de la Universidad de California en San Diego han identificado nuevos mecanismos en las neuronas que causan la enfermedad de Alzheimer. En particular, descubrieron que los cambios en la estructura de la cromatina, la forma muy enrollada del ADN, provocan que las neuronas pierdan su función especializada y vuelvan a un estado celular anterior. Esto da como resultado la pérdida de conexiones sinápticas, un efecto asociado con la pérdida de memoria y la demencia. Los hallazgos aparecen en la edición de ayer 13 de noviembre de Science Advances.
El estudio se basa en la pregunta: ¿en qué se diferencian las neuronas de los pacientes con enfermedad de Alzheimer de las de los individuos sanos?
«Es una pregunta fundamental que proporcionaría el marco y la base para comprender la enfermedad de Alzheimer a nivel celular y, por lo tanto, allanaría el camino para nuevos enfoques terapéuticos«, comenta Shankar Subramaniam, profesor de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego.
Subramaniam trabajó con un equipo interdisciplinario de ingenieros y neurocientíficos en UC San Diego para responder esta pregunta. Comenzaron tomando células madre pluripotentes inducidas por humanos derivadas de pacientes con la enfermedad de Alzheimer familiar, que es una forma hereditaria de la enfermedad de Alzheimer, y las transformaron en neuronas. Utilizaron técnicas de secuenciación de próxima generación para observar qué genes se expresan en estas neuronas y cómo se regula la expresión génica, y luego compararon cómo difieren de las neuronas de individuos sanos.
Descubrieron que las neuronas derivadas de los pacientes se desdiferencian a un estado precursor. «En otras palabras, dejan de ser neuronas«, afirma Subramaniam. «Este es el defecto clave observado en una diversidad de pacientes con distintas mutaciones. Las consecuencias para el cerebro son dramáticas, con la pérdida de conexiones sinápticas que conducen al deterioro cognitivo«.
Los investigadores observaron otros defectos: los genes neuronales están suprimidos, por lo que estas células ya no tienen instrucciones que les indiquen que son neuronas; se encuentran en un estado similar a un precursor, lo que significa que pueden desencadenar el crecimiento y la división celular; esto es inusual porque los cerebros adultos no producen nuevas neuronas; y tienen inflamación, que indica daño o estrés.
En las neuronas enfermas, algunas regiones que solían estar abiertas ahora están cerradas y viceversa
Los mismos defectos también se observaron en muestras de cerebro humano post mortem de pacientes con enfermedad de Alzheimer. «Esto fue una validación de nuestros hallazgos porque no sólo estábamos viendo estos mecanismos en las células madre, sino también en muestras reales de cerebro«, comenta Subramaniam.
Los investigadores rastrearon todos estos mecanismos hasta cambios en la estructura de la cromatina. Partes de esta estructura consisten en regiones abiertas, donde los genes se expresan o regulan, y otras partes consisten en regiones cerradas, donde se reprime la expresión génica. En las neuronas enfermas, algunas regiones que solían estar abiertas ahora están cerradas y viceversa. Como consecuencia, las neuronas no se están comportando como deberían, explica Subramaniam.
El equipo ahora está trabajando en el desarrollo de fármacos para inhibir estos mecanismos.
Fuente: Science Advances.
