La pérdida de memoria y función cognitiva que se sabe que afecta a los sobrevivientes de shock séptico es el resultado de un azúcar que se libera en el torrente sanguíneo y entra al cerebro durante la afección potencialmente mortal. Este hallazgo, publicado hoy en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , explica el envejecimiento mental prematuro que sigue al shock séptico y puede arrojar luz sobre la pérdida de memoria en otras enfermedades.
"Este azúcar está entrando en el hipocampo, y no debería estar allí", dijo Robert Linhardt, profesor de biocatálisis e ingeniería metabólica en el Instituto Politécnico Rensselaer y autor principal del estudio. "En realidad creemos que esto es un nuevo cableado"memoria en el hipocampo, y está causando pérdida de memoria. Los circuitos neuronales están siendo interrumpidos o rotos o conectados de manera incorrecta "
El estudio es el último resultado de una asociación de seis años entre Linhardt y el Dr. Eric Schmidt, experto en sepsis y profesor asistente en el Departamento de Medicina de la Universidad de Colorado en Denver.
La sepsis es una infección sistémica del cuerpo. Un tercio de los pacientes ingresados en hospitales con sepsis entran en shock séptico. De ellos, la mitad morirá. En un estudio de 2016 publicado en el American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine , un equipo que incluyó a Schmidt y Linhardt desarrolló una prueba simple pero precisa para determinar si los pacientes en shock séptico se recuperarían o morirían.
La prueba utiliza una muestra de orina para verificar las concentraciones de un tipo de azúcar, los glicosaminoglicanos, que normalmente recubren las células que recubren los vasos sanguíneos y otras superficies dentro del cuerpo. En estado de shock séptico, el cuerpo arroja fragmentos de estos azúcares y al equipodescubrió que las concentraciones más altas presagian la muerte. La prueba se utiliza en entornos clínicos y la información ha ayudado a los médicos a buscar terapias más efectivas.
Su siguiente paso probó si existe un vínculo entre los azúcares y el envejecimiento mental asociado con el shock séptico. Investigación publicada en la edición de febrero de la Revista de investigaciones clínicas demostró que, durante el shock séptico, los fragmentos de heparán sulfato de azúcar atravesaron la barrera hematoencefálica y entraron en el hipocampo, una región del cerebro crítica para la memoria y la función cognitiva. La evidencia indicó que el heparán sulfato podría unirse al cerebroEl factor neurotrófico derivado BDNF, que es crítico para la potenciación a largo plazo del hipocampo, un proceso responsable de la formación de la memoria espacial. Los investigadores también encontraron la presencia de un heparán sulfato enriquecido en el plasma sanguíneo de pacientes sépticos al ingresar a una unidad de cuidados intensivosdeterioro cognitivo previsto detectado 14 días después del alta.
Para estar seguros, los investigadores querían ver el sulfato de heparán entrar en el hipocampo y unirse al BDNF. El nuevo estudio en PNAS muestra exactamente eso. Para seguir el heparán sulfato al cerebro en un mar de otros azúcares que se mueven a través del torrente sanguíneo, el equipo de Linhardt tuvo que sintetizar el heparán sulfato marcado con un isótopo de carbono estable, que a diferencia de muchos otros métodos de etiquetado, es completamente seguro e idénticoal azúcar natural. Les llevó dos años descubrir cómo hacerlo.
Luego pusieron a prueba su hipótesis. En ratones sanos, el 100 por ciento del heparán sulfatado marcado fue excretado a través de la orina en 20 minutos, y ninguno ingresó al cerebro. Pero en ratones sépticos, los investigadores encontraron una pequeña cantidad deheparán sulfato en la región del hipocampo del cerebro.
"Ahora que conocemos la causa del daño cognitivo en el shock séptico, nos da un objetivo claro para una terapia farmacológica: algo que se une al azúcar y lo elimina, o una enzima que lo convierte en algo que no perjudicaráfunción cognitiva ", dijo Linhardt." Este es un avance importante, y estamos entusiasmados con la historia que se está desarrollando ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Politécnico Rensselaer . Original escrito por Mary L. Martialay. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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