Alzheimer: ¿cómo interrumpe tau las células cerebrales?

By | octubre 5, 2018

Los científicos han encontrado un mecanismo previamente desconocido en el cual la proteína tau, que está implicada en la enfermedad de Alzheimer, daña las células cerebrales al interferir con sus comunicaciones internas.

Los investigadores explican cómo tau daña las células cerebrales

Los investigadores explican cómo tau daña las células cerebrales

El descubrimiento arroja nueva luz sobre los orígenes de esta causa más común de demencia , cuyo sello distintivo es la acumulación de filamentos de proteína tau enredados en el cerebro.

El hallazgo también podría conducir a nuevos tratamientos para el Alzheimer y otras enfermedades que progresivamente destruyen el tejido cerebral, concluyen los investigadores en un artículo sobre su trabajo que ahora figura en la revista Neuron.

Científicos del Hospital General de Massachusetts (MGH) en Charlestown y la Escuela de Medicina Johns Hopkins en Baltimore, MD, lideraron el estudio, que se propuso investigar cómo la proteína tau podría contribuir al daño de las células cerebrales.

La enfermedad de Alzheimer no desaparece y empeora con el tiempo. Es la sexta causa más común de muerte en adultos en los Estados Unidos, donde se estima que 5,7 millones de personas tienen la enfermedad.

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Todavía se desconocen las causas exactas del Alzheimer

Exactamente qué causa el Alzheimer y otras formas de demencia aún es un misterio para la ciencia. La evidencia sugiere que se trata de una combinación de ambiente, genes y estilo de vida, con diferentes factores que tienen diferentes niveles de influencia en diferentes personas.

La mayoría de los casos de Alzheimer no muestran síntomas hasta que las personas tienen más de 60 años. El riesgo de contraer la enfermedad aumenta rápidamente con la edad después de esto.

Los estudios cerebrales de las personas con la enfermedad, junto con los análisis postmortem del tejido cerebral, han revelado mucho sobre cómo el Alzheimer cambia y daña el cerebro.

Los «cambios relacionados con la edad» incluyen: inflamación; contracción en algunas regiones del cerebro; creación de moléculas inestables y efímeras conocidas como radicales libres; y la interrupción de la producción de energía celular.

El cerebro de una persona con la enfermedad de Alzheimer también tiene dos características distintivas: placas de proteína amiloide que se forman entre las células y enredos de proteína tau que se forman dentro de las células. El estudio reciente se refiere a este último.

Cambios en el comportamiento tau

Las células del cerebro, o neuronas, tienen estructuras internas conocidas como microtúbulos que soportan la célula y su función. Son componentes celulares altamente activos que ayudan a transportar sustancias del cuerpo de la célula a las partes que lo conectan a otras células.

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En las células cerebrales sanas, la proteína tau normalmente «se une y estabiliza» los microtúbulos. Tau se comporta de manera diferente, sin embargo, en la enfermedad de Alzheimer.

Los cambios en la química del cerebro hacen que las moléculas de proteína tau salgan de los microtúbulos y se peguen entre sí.

Eventualmente, las moléculas tau desprendidas forman largos filamentos, o nudos neurofibrilares, que interrumpen la capacidad de las células cerebrales para comunicarse con otras células.

El nuevo estudio introduce la posibilidad de que, en la enfermedad de Alzheimer, tau interrumpa otro mecanismo que involucra la comunicación entre el núcleo de la célula cerebral y su cuerpo.

Comunicación con el núcleo celular

El núcleo de la célula se comunica con el resto de la célula utilizando estructuras llamadas poros nucleares, que comprenden más de 400 proteínas diferentes y controlan el movimiento de las moléculas.

Los estudios sobre las causas de la esclerosis lateral amiotrófica , el frontotemporal y otros tipos de demencia han sugerido que los defectos en estos poros nucleares están involucrados de alguna manera.

El estudio reciente revela que las células animales y humanas con la enfermedad de Alzheimer tienen poros nucleares defectuosos, y que la falla está relacionada con la acumulación de tau en la célula cerebral.

«Bajo condiciones de enfermedad», explica Bradley T. Hyman, autor principal del estudio y director de la Unidad de Alzheimer en MGH, «parece que tau interactúa con el poro nuclear y cambia sus propiedades».

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Él y sus colegas descubrieron que la presencia de tau altera la estructura ordenada de los poros nucleares que contienen la principal proteína estructural Nup98. En las células de la enfermedad de Alzheimer, había menos de estos poros y los que estaban allí tendían a pegarse entre sí.

‘Deslocalizado’ Nup98

También observaron otro cambio curioso que involucraba a Nup98 dentro de las células cerebrales de la enfermedad de Alzheimer. En las células con tau agregado, el Nup98 estaba «mal localizado» en lugar de permanecer en el poro nuclear.

Revelaron que esta característica era más exagerada en el tejido cerebral de las personas que habían muerto con formas más extremas de la enfermedad de Alzheimer.

Finalmente, cuando agregaron tau humano a cultivos vivos de células cerebrales de roedores, los investigadores descubrieron que causaba la localización errónea de Nup98 en el cuerpo de la célula y alteraba el transporte de moléculas al núcleo.

Esto fue evidencia de un «vínculo funcional» entre la presencia de proteína tau y el daño al mecanismo de transporte nuclear.

Los autores señalan, sin embargo, que no está claro si la interacción Nup98-tau descubierta en el estudio simplemente ocurre debido a una enfermedad o si es un mecanismo normal que se comporta de manera extrema en condiciones de enfermedad.

Ellos concluyen:

«Tomados en conjunto, nuestros datos proporcionan un mecanismo no convencional para la neurodegeneración inducida por tau».