La enfermedad de Alzheimer implica una pérdida progresiva e irreversible de la memoria y las habilidades de pensamiento, lo que interrumpe cada vez más la capacidad de una persona para funcionar normalmente.
En el cerebro, las características definitorias de la enfermedad de Alzheimer incluyen grupos de una proteína tóxica llamada acumulación de beta-amiloide, la formación de placas de beta-amiloide y haces enredados de una proteína llamada tau.
Las causas subyacentes de la afección siguen sin estar claras, pero es probable que impliquen múltiples factores genéticos y ambientales.
Una manera de desentrañar la complejidad de una afección como esta, es observar la forma única en que cambia la producción o «expresión» de proteínas en diferentes partes del cuerpo. Este es un campo llamado proteómica.
En el estudio más grande de este tipo hasta la fecha, los investigadores identificaron proteínas que están presentes en grandes cantidades en el cerebro y el líquido cefalorraquídeo de las personas con Alzheimer.
Algunas de estas proteínas características están involucradas en el metabolismo de la glucosa y las respuestas antiinflamatorias montadas por las células inmunes del cerebro.
Además de ofrecer pistas sobre las posibles causas de la afección y las instrucciones para nuevos tratamientos, algunas de estas proteínas pueden resultar biomarcadores útiles. Estas son moléculas indicadoras que pueden ayudar al médico a diagnosticar una afección o controlar su progresión.
Los resultados ahora aparecen en la revista Nature Medicine. Los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad Emory en Atlanta, GA, dirigieron este estudio, y fue parte de un esfuerzo de investigación colaborativo llamado Accelerating Medicines Partnership – Alzheimer’s Disease.
«Este gran estudio proteómico comparativo apunta a cambios masivos en muchos procesos biológicos en la enfermedad de Alzheimer y ofrece nuevos conocimientos sobre el papel del metabolismo de la energía cerebral y la neuroinflamación en el proceso de la enfermedad», dice Suzana Petanceska, Ph.D., directora del programa en el National Instituto sobre el Envejecimiento (NIA).
Para identificar la «huella digital» única de la enfermedad de Alzheimer, los científicos analizaron los patrones de expresión de proteínas en más de 2,000 cerebros y casi 400 muestras de líquido cefalorraquídeo. Utilizaron muestras de personas con la afección y de controles sanos y de la misma edad.
También compararon muestras de líquido cefalorraquídeo de personas con Alzheimer con las de otras seis afecciones neurodegenerativas.
Entre las proteínas expresadas en mayores cantidades en la enfermedad de Alzheimer había varias involucradas en descomponer la glucosa en el cerebro para proporcionar energía.
En un estudio anterior, el mismo equipo de investigación encontró irregularidades en el metabolismo de la glucosa.
Específicamente, descubrieron que la actividad de las enzimas que controlan la glucólisis, es decir, el proceso principal por el cual las células descomponen la glucosa, fue menor en los cerebros de las personas con Alzheimer que en aquellos con muestras normales de tejido cerebral.
Estas irregularidades en las personas con Alzheimer se correlacionan con la cantidad de placas y nudos amiloides en sus cerebros. La actividad enzimática más baja también se correlacionó con la gravedad y el desarrollo de síntomas como la pérdida de memoria.
«Hemos estado estudiando los posibles vínculos entre [irregularidades] en la forma en que el cerebro metaboliza la glucosa y los cambios relacionados con el Alzheimer por un tiempo», dice el coautor del estudio, el Dr. Madhav Thambisetty, del Laboratorio de Neurociencia del Comportamiento del NIA.
«El último análisis sugiere que estas proteínas también pueden tener potencial como biomarcadores de fluidos para detectar la presencia de enfermedad temprana», agrega.
«Los datos y análisis de este estudio [ya] se han puesto a disposición de la comunidad investigadora y se pueden utilizar como una rica fuente de nuevos objetivos para el tratamiento y la prevención del Alzheimer o servir de base para el desarrollo de biomarcadores de fluidos«. – Suzana Petanceska, Ph.D.
El nuevo estudio también reveló mayores niveles de proteínas involucradas en la actividad antiinflamatoria de dos tipos de células cerebrales: microglia y astrocitos.
Los niveles de las mismas proteínas también se elevaron en el líquido cefalorraquídeo de las personas que muestran signos de Alzheimer en sus cerebros pero que aún no han comenzado a desarrollar síntomas.
Los científicos creen que estas células pueden intentar reparar el daño y proteger las células nerviosas en las primeras etapas de la afección.
De manera crucial, varias de las proteínas que este estudio destacó están hechas por genes que los investigadores saben que aumentan el riesgo de Alzheimer. Esto sugiere que están directamente involucrados en la condición y no simplemente en sus subproductos, dicen los autores del estudio.
En su artículo, los científicos escriben que los astrocitos y la microglia de las personas que son genéticamente susceptibles al Alzheimer pueden ser menos efectivos para reparar el daño causado por las placas amiloides.
Una posible limitación del estudio es que solo analizó la expresión de proteínas en un número limitado de regiones cerebrales que el Alzheimer afecta severamente en las etapas posteriores de la afección.
Los investigadores escriben que los estudios futuros podrían analizar la expresión de proteínas en otras regiones del cerebro para identificar posibles mecanismos de protección.
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