Como una gran orquesta, su cerebro depende de la coordinación perfecta de muchos elementos para funcionar correctamente. Y si uno de esos elementos no está sincronizado, afecta a todo el conjunto. En la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, el daño a neuronas específicas puedealterar los ritmos de ondas cerebrales y causar una pérdida de funciones cognitivas.
Un tipo de neurona, llamada interneurona inhibitoria, es particularmente importante para controlar los ritmos cerebrales. También es el foco de investigación de un laboratorio dirigido por Jorge Palop, PhD, investigador asistente en los Institutos Gladstone. En un estudio publicado en neurona , Palop y sus colaboradores descubrieron los beneficios terapéuticos de mejorar genéticamente estas interneuronas y trasplantarlas al cerebro de un modelo de ratón de la enfermedad de Alzheimer.
Las interneuronas controlan redes complejas entre neuronas, permitiéndoles enviarse señales entre sí de manera armonizada. Puede pensar en las interneuronas inhibitorias como conductores de orquesta. Crean ritmos en el cerebro para instruir a los jugadores - neuronas excitadoras - cuándojugar y cuándo parar. Un desequilibrio entre estos dos tipos de neuronas crea falta de armonía y se observa en múltiples trastornos neurológicos y psiquiátricos, como la enfermedad de Alzheimer, la epilepsia, la esquizofrenia y el autismo.
Un cerebro sin conductor
Los estudios previos de Palop mostraron que, en modelos de ratones con Alzheimer, las interneuronas inhibidoras no funcionan correctamente. Por lo tanto, los ritmos que organizan las células excitadoras se alteran y no funcionan de manera armoniosa, causando un desequilibrio en las redes cerebrales. Esto, a su vez, afecta la formación de la memoria y puede conducir a la actividad epiléptica, que a menudo se observa en pacientes con enfermedad de Alzheimer.
Su equipo encontró una forma de rediseñar las interneuronas inhibidoras para mejorar su función. Mostraron que estas interneuronas mejoradas, cuando se trasplantan al cerebro anormal de ratones con Alzheimer, pueden controlar adecuadamente la actividad de las células excitadoras y restaurar los ritmos cerebrales.
"Aprovechamos el hecho de que las interneuronas trasplantadas pueden integrarse notablemente bien en nuevos tejidos cerebrales, y que cada interneurona puede controlar miles de neuronas excitadoras", dijo Palop, quien también es profesor asistente de neurología en la Universidad de California,San Francisco. "Estas propiedades hacen que las interneuronas sean un objetivo terapéutico prometedor para los trastornos cognitivos asociados con las anormalidades del ritmo cerebral y la actividad epiléptica".
Primero, los científicos tuvieron que superar un desafío significativo. Cuando trasplantaron interneuronas regulares, no vieron efectos beneficiosos, presumiblemente porque la enfermedad de Alzheimer crea un ambiente tóxico en el cerebro.
Luego, los investigadores aumentaron genéticamente la actividad de las interneuronas inhibidoras al agregar una proteína llamada Nav1.1. Descubrieron que las interneuronas con función mejorada podían superar el ambiente de enfermedades tóxicas y restaurar la función cerebral.
"Estas neuronas optimizadas son como conductores maestros", dijo Palop. "Incluso con una orquesta en declive, pueden restaurar los ritmos y la armonía necesarios para las funciones cognitivas".
Conductores diseñados para la enfermedad de Alzheimer
Los resultados eventualmente podrían conducir al desarrollo de nuevas opciones de tratamiento para pacientes con enfermedad de Alzheimer.
"Además de las aplicaciones que este enfoque de ingeniería celular y trasplante puede encontrar en la medicina regenerativa, nuestros hallazgos respaldan el concepto más amplio de que mejorar la función de las interneuronas puede contrarrestar aspectos clave de la enfermedad de Alzheimer", dijo Lennart Mucke, MD, director del Instituto Gladstonede enfermedades neurológicas.
Además de examinar si la terapia celular podría traducirse de ratones a humanos, Palop y su equipo están trabajando para identificar posibles fármacos como una forma alternativa de mejorar la función de las interneuronas inhibidoras.
"Avanzar en nuestra comprensión de la enfermedad de Alzheimer e identificar posibles nuevas estrategias de tratamiento es fundamental para abordar la creciente crisis de salud global", dijo Elizabeth Edgerly, PhD, directora ejecutiva de la Asociación de Alzheimer, capítulo del norte de California y el norte de Nevada. "Estamos orgullosospara apoyar la investigación y la visión del Dr. Palop con un premio Investigador Iniciado Investigación Grant. "La Asociación de Alzheimer, que financió parte del estudio, es el mayor financiador sin fines de lucro del mundo de la investigación de Alzheimer."
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Materiales proporcionado por Institutos Gladstone . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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