Un equipo de investigadores del Hospital McLean y
la Harvard Medical School, liderados por Kai C. Sonntag y Bruce M. Cohen, ha
hallado una conexión entre la interrupción de la producción de energía y el
desarrollo tardío de la enfermedad de alzhéimer. Los resultados de la
investigación se han publicado en Scientific Reports.
"Este descubrimiento tiene varias
implicaciones a la hora de entender el alzhéimer y desarrollar potenciales
tratamientos terapéuticos.
Nuestro estudio mantiene la hipótesis de que una
deficiencia en los múltiples componentes que interactúan en el metabolismo
bioenergético puede ser un mecanismo clave en el aumento del riesgo y el
desarrollo patofisiológico de esta devastadora enfermedad", dice Sonntag,
un investigador en células madre asociado al McLean Hospital y profesor de
psiquiatría en la Harvard Medical School.
En las últimas tres décadas se pensaba que la
acumulación de pequeñas moléculas tóxicas en el cerebro llamadas beta-amiloides
o APP era decisiva para la aparición de la enfermedad de alzhéimer. Había
pruebas determinantes a partir del estudio del alzhéimer familiar o de
aparición temprana que afectaban a cerca del 5 % de los enfermos y que tenían
relación con mutaciones que daban lugar a niveles anormalmente altos de APP en
el cerebro.
Sin embargo esa hipótesis resultaba insuficiente
para explicar los cambios patológicos en el más común alzhéimer de aparición
tardía, que afecta a más de 5 millones de ancianos en Estados Unidos y a una
cifra similar en Europa.
"Dado que el alzhéimer de aparición tardía es
una enfermedad de la edad, muchos cambios fisiológicos relacionados con el
envejecimiento, incluidos los que tienen que ver con el metabolismo y la
producción y transformación de energía, podrían contribuir a aumentar el riesgo
de sufrir el mal. La bioenergética es la producción, el uso y el intercambio de
energía entre las células y órganos y el ambiente.
La elevada demanda energética del cerebro
Es de sobra conocido que los cambios bioenergéticos
se producen al envejecer y afectan a todo el cuerpo, pero particularmente al
cerebro, que tiene una elevada demanda energética", según Cohen, director
del Programa de Investigación Neuropsiquiátrica del Hospital McLean y Profesor
de Psiquiatría en la Escuela de Medicina de Harvard. Según Sonntag y Cohen lo
que no está tan claro es cuáles de esos cambios son factores activos y cuáles
son una consecuencia del envejecimiento y la enfermedad.
En su investigación, Sonntag y Cohen analizaron los
perfiles bioenergéticos de fibroblastos de la piel de enfermos de alzhéimer
tardío y de personas sanas.
Se fijaron particularmente en dos componentes
principales de la producción de energía en las células: la glucólisis, que es
el mecanismo metabólico encargado de oxidar la glucosa con la finalidad de
obtener energía de consumo para la mitocondria de la célula; y el gasto de esa
energía en la mitocondria mediante el uso de oxígeno en el proceso de
fosforilación oxidativa o respiración mitocondrial.
Los investigadores descubrieron que las células con
alzhéimer mostraban fallos en el metabolismo mitocondrial y una reducción de
moléculas importantes para la producción de energía, como la nicotinamida
adenina dinucleótida (NAD).
Los fibroblastos de pacientes de alzhéimer tardío
también revelaron cambios en la producción de energía en la glucólisis, a pesar
de su incapacidad para aumentar la ingesta de glucosa como respuesta a la
insulina IGF-1.
Tanto el anómalo metabolismo mitocondrial como el
aumento de glucólisis en células de pacientes de alzhéimer tardío eran fruto de
la enfermedad y no del envejecimiento, mientras que la reducción en la ingesta
de glucosa y la incapacidad pra responder a IGF-1 eran consecuencia tanto del
envejecimiento como de la enfermedad.
Según Sonntag, "esto indica fallos en la mitocondria
y pérdidas de memoria debido a que las células el envejecer sufren un creciente
estrés oxidativo que afecta a la producción de energía mitocondrial".
Dado que las células nerviosas del cerebro dependen
casi totalmente de la energía mitocondrial, cuando esta falla resulta
particularmente dañino para el cerebro, apunta Cohen.
PUBLICADO EL
30-10-2017
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