Un impulso metabólico en el cerebro aumenta la memoria en ratones con Alzheimer: inyecciones

El envejecimiento y el Alzheimer privan de energía al cerebro. Ahora los científicos creen haber encontrado una manera de ayudar al metabolismo cerebral en ratones.

Imágenes PM/imágenes Getty

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El cerebro necesita mucha energía (mucha más que cualquier otro órgano del cuerpo) para funcionar correctamente. Y tanto el envejecimiento como la enfermedad de Alzheimer parecen agotar el cerebro.

Pero un fármaco experimental contra el cáncer pareció revitalizar el cerebro de ratones con una forma de Alzheimer e incluso restaurar su capacidad de aprender y recordar.

el hallazgo, publicado en el diario Cienciasugiere que con el tiempo podría ser posible revertir algunos síntomas del Alzheimer en las personas mediante el uso de medicamentos que estimulen el metabolismo del cerebro.

Los resultados también ofrecen un enfoque de tratamiento que no se parece a nada en el mercado actual. Los medicamentos actuales para el tratamiento del Alzheimer, como lecanemab y donanemab, se dirigen a las placas amiloides pegajosas que se acumulan en el cerebro del paciente. Estos medicamentos pueden eliminar las placas y retardar el proceso de la enfermedad, pero no mejoran la memoria ni el pensamiento.

El resultado debería ayudar a «cambiar la forma en que pensamos acerca de abordar esta enfermedad», afirma. Shannon Macauleyprofesor asociado de la Universidad de Kentucky que no participó en el estudio.

Sorpresa, luego descubrimiento.

La nueva investigación fue impulsada por un experimento de laboratorio que no salió según lo planeado.

Un equipo de Stanford ha estado estudiando una enzima llamada IDO1 que desempeña un papel clave para mantener el metabolismo celular funcionando correctamente. Sospechaban que en la enfermedad de Alzheimer, IDO1 funcionaba mal de una manera que limitaba la capacidad del cerebro para convertir los nutrientes en energía.

Entonces, el equipo utilizó la genética para eliminar la enzima por completo de los ratones que desarrollan una forma de Alzheimer. Calcularon que sin IDO1, el metabolismo cerebral se ralentiza.

«Misericordia lo vemos todo [get] mucho, mucho, mucho peor», dice Dra. Katrin AndreassonProfesor de neurología y neurociencia en Stanford. «Pero no, fue todo lo contrario».

Sin la enzima, los cerebros de los ratones en realidad eran mejores para convertir la glucosa en energía y no mostraban la pérdida de memoria normalmente asociada con el Alzheimer.

«Fue un rescate tan profundo que volvimos a la mesa de dibujo e intentamos descubrir qué estaba pasando», dice Andreasson.

Finalmente, el equipo encontró una explicación.

Deshacerse de la enzima había cambiado el comportamiento de unas células llamadas astrocitos.

Normalmente, los astrocitos ayudan a proporcionar energía a las neuronas, las células que permiten el aprendizaje y la memoria. Pero cuando las placas tóxicas y los ovillos del Alzheimer comienzan a aparecer en el cerebro, los niveles de IDO1 aumentan y los astrocitos dejan de realizar esta función.

«Duermen un poco», dice Andreasson. Entonces «hay que despertarlos para que ayuden a las neuronas».

Y esto es lo que sucedió cuando los científicos utilizaron la genética para eliminar IDO1.

Su hipótesis era que los niveles elevados de IDO1 limitaban la capacidad de los astrocitos para producir lactato, una sustancia química que ayuda a las células cerebrales, incluidas las neuronas, a transformar los alimentos en energía.

Para confirmar la hipótesis, el equipo, liderado por Dr. Paras Minhashizo una serie de experimentos. Uno implicaba colocar un ratón en el centro de un disco blanco brillante bajo una luz brillante.

«Tiene muchas ganas de salir de allí», afirma Andreasson. «Pero hay que aprender dónde está el agujero de escape» siguiendo señales visuales.

Los ratones sanos aprendieron a leer esas señales después de unos días de entrenamiento y huyeron casi al instante.

«Pero en los ratones con Alzheimer, el tiempo necesario para encontrar la vía de escape realmente aumentó», afirma Andreasson.

Esto cambió cuando el equipo les dio a estos ratones un fármaco experimental contra el cáncer que podía bloquear la enzima de forma muy parecida a la ingeniería genética.

Los ratones tratados aprendieron a escapar de la luz brillante tan rápidamente como los animales sanos. Y una mirada a sus cerebros mostró que sus astrocitos se despertaron y ayudaron a las neuronas a producir la energía necesaria para la memoria y el pensamiento.

En el hipocampo, un área del cerebro crítica para la memoria y la navegación, las pruebas mostraron que el medicamento había restablecido el metabolismo normal de la glucosa a pesar de que las placas y los ovillos de Alzheimer todavía estaban presentes.

El equipo también probó astrocitos y neuronas humanos derivados de pacientes con Alzheimer. Y nuevamente, la droga restableció la función normal.

Más allá de enchufes y enredos

Los experimentos se suman a la evidencia de que el Alzheimer implica mucho más que la simple aparición de placas y ovillos.

«Podemos tener estos cambios metabólicos en nuestro cerebro», dice Macaulay, «pero son reversibles».

Las neuronas han sido durante mucho tiempo el foco de la investigación sobre el Alzheimer. Pero los nuevos resultados también muestran cómo otros tipos de células del cerebro pueden desempeñar un papel importante en la enfermedad.

El cerebro es un poco como una colmena, donde una neurona es la reina, dice Macaulay. Pero se mantiene vivo gracias a las abejas obreras, como los astrocitos, que son llamados a hacer más a medida que el Alzheimer cambia el cerebro.

«Esas abejas obreras están siendo increíblemente agobiadas por todas las cosas que se les pide que hagan», dice Macaulay. «Cuando eso sucede, todo el sistema no funciona bien».

Los tratamientos metabólicos que restauran los astrocitos y otras células auxiliares en el cerebro podrían algún día complementar los medicamentos existentes contra el Alzheimer que eliminan las placas amiloides, dice Macauley.

Y el enfoque metabólico puede mejorar la memoria y el pensamiento, algo que los fármacos amiloides no logran.

«Tal vez esto pueda hacer que tus astrocitos y tus neuronas funcionen un poco mejor, para que tú trabajes un poco mejor», dice Macaulay.

Pero primero, afirma, los resultados prometedores tendrán que replicarse en personas.