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Causa de la progresión de la enfermedad de Alzheimer en el cerebro

Fecha :
29 de octubre de 2021
Fuente :
Universidad de Cambridge
Resumen :
Por primera vez, los investigadores han utilizado datos humanos para cuantificar la velocidad de diferentes procesos que conducen a la enfermedad de Alzheimer y encontraron que se desarrolla de una manera muy diferente de lo que se pensaba anteriormente. Sus resultados podrían tener implicaciones importantes para el desarrollo de tratamientos potenciales.
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Por primera vez, los investigadores han utilizado datos humanos para cuantificar la velocidad de diferentes procesos que conducen a la enfermedad de Alzheimer y encontraron que se desarrolla de una manera muy diferente de lo que se pensaba anteriormente. Sus resultados podrían tener implicaciones importantes para el desarrollo de tratamientos potenciales.

El equipo internacional, dirigido por la Universidad de Cambridge, descubrió que en lugar de comenzar desde un solo punto en el cerebro e iniciar una reacción en cadena que conduce a la muerte de las células cerebrales, la enfermedad de Alzheimer llega temprano a diferentes regiones del cerebro. ¿Cómorápidamente la enfermedad mata las células en estas regiones, a través de la producción de grupos de proteínas tóxicas, limita la rapidez con que la enfermedad progresa en general.

Los investigadores utilizaron muestras cerebrales post mortem de pacientes con Alzheimer, así como escáneres PET de pacientes vivos, que iban desde aquellos con deterioro cognitivo leve hasta aquellos con enfermedad de Alzheimer en toda regla, para rastrear la agregación de tau, uno de dosproteínas clave implicadas en la enfermedad.

En la enfermedad de Alzheimer, la tau y otra proteína llamada beta amiloidea se acumulan en marañas y placas, conocidas colectivamente como agregados, lo que hace que las células cerebrales mueran y el cerebro se encoja. Esto resulta en pérdida de memoria, cambios de personalidad y dificultad para llevar a cabo diariamentefunciones.

Al combinar cinco conjuntos de datos diferentes y aplicarlos al mismo modelo matemático, los investigadores observaron que el mecanismo que controla la tasa de progresión en la enfermedad de Alzheimer es la replicación de agregados en regiones individuales del cerebro, y no la propagación de agregados de unaregión a otra.

Los resultados, reportados en la revista avances científicos , abre nuevas formas de comprender el progreso de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas, y nuevas formas de desarrollar tratamientos futuros.

Durante muchos años, los procesos dentro del cerebro que resultan en la enfermedad de Alzheimer se han descrito utilizando términos como 'cascada' y 'reacción en cadena'. Es una enfermedad difícil de estudiar, ya que se desarrolla durante décadas, y un diagnóstico definitivo puedesolo se administrará después de examinar muestras de tejido cerebral después de la muerte.

Durante años, los investigadores se han basado principalmente en modelos animales para estudiar la enfermedad. Los resultados de los ratones sugirieron que la enfermedad de Alzheimer se propaga rápidamente, ya que los grupos de proteínas tóxicas colonizan diferentes partes del cerebro.

“Se pensaba que el Alzheimer se desarrolla de una manera similar a muchos cánceres: los agregados se forman en una región y luego se diseminan a través del cerebro”, dijo el Dr. Georg Meisl del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge, primer autor del artículo."Pero, en cambio, descubrimos que cuando comienza la enfermedad de Alzheimer ya hay agregados en múltiples regiones del cerebro, por lo que tratar de detener la propagación entre regiones hará poco para frenar la enfermedad".

Esta es la primera vez que se han utilizado datos humanos para rastrear qué procesos controlan el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer a lo largo del tiempo. Fue posible en parte gracias al enfoque de cinética química desarrollado en Cambridge durante la última década que permite los procesos de agregacióny diseminación en el cerebro que se modelará, así como avances en la exploración por TEP y mejoras en la sensibilidad de otras mediciones cerebrales.

“Esta investigación muestra el valor de trabajar con datos humanos en lugar de modelos animales imperfectos”, dijo el coautor principal, el profesor Tuomas Knowles, también del Departamento de Química. “Es emocionante ver el progreso en este campo, hace quince años, los mecanismos moleculares básicos fueron determinados por nosotros y otros para sistemas simples en un tubo de ensayo; pero ahora podemos estudiar este proceso a nivel molecular en pacientes reales, lo cual es un paso importante para algún día desarrollar tratamientos ”.

Los investigadores encontraron que la replicación de los agregados de tau es sorprendentemente lenta, demorando hasta cinco años. "Las neuronas son sorprendentemente buenas para detener la formación de agregados, pero necesitamos encontrar formas de mejorarlos aún más si vamos a desarrollarun tratamiento eficaz ", dijo el coautor principal, el profesor Sir David Klenerman, del Instituto de Investigación de la Demencia del Reino Unido en la Universidad de Cambridge." Es fascinante cómo ha evolucionado la biología para detener la agregación de proteínas ".

Los investigadores dicen que su metodología podría usarse para ayudar al desarrollo de tratamientos para la enfermedad de Alzheimer, que afecta a unos 44 millones de personas en todo el mundo, al enfocarse en los procesos más importantes que ocurren cuando los humanos desarrollan la enfermedad. Además, la metodología podría seraplicado a otras enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Parkinson.

“El descubrimiento clave es que detener la replicación de agregados en lugar de su propagación será más efectivo en las etapas de la enfermedad que estudiamos”, dijo Knowles.

Los investigadores ahora planean observar los procesos anteriores en el desarrollo de la enfermedad y extender los estudios a otras enfermedades como la demencia temporal frontal, la lesión cerebral traumática y la parálisis supranuclear progresiva, donde también se forman agregados de tau durante la enfermedad.

El estudio es una colaboración entre investigadores del Instituto de Investigación de la Demencia del Reino Unido en la Universidad de Cambridge, la Universidad de Cambridge y la Facultad de Medicina de Harvard. La financiación es reconocida por el Sidney Sussex College Cambridge, el número de subvención del Consejo Europeo de Investigación, la Royal Society,JPB Foundation, Rainwater Foundation, NIH y NIHR Cambridge Biomedical Research Center, que apoya al Cambridge Brain Bank.


Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . El texto original de esta historia tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.


Referencia de la revista :

  1. Georg Meisl, Eric Hidari, Kieren Allinson, Timothy Rittman, Sarah L.DeVos, Justin S. Sanchez, Catherine K. Xu, Karen E. Duff, Keith A. Johnson, James B. Rowe, Bradley T. Hyman, TuomasPJ Knowles, David Klenerman. Pasos in vivo que determinan la tasa de acumulación de semillas de tau en la enfermedad de Alzheimer . avances científicos , 2021; 7 44 DOI: 10.1126 / sciadv.abh1448

cite esta página :

Universidad de Cambridge. "Causa de la progresión de la enfermedad de Alzheimer en el cerebro". ScienceDaily. ScienceDaily, 29 de octubre de 2021. .
Universidad de Cambridge. 2021, 29 de octubre. Causa de la progresión de la enfermedad de Alzheimer en el cerebro. ScienceDaily . Obtenido el 29 de octubre de 2021 de www.science-things.com/releases/2021/10/211029152240.htm
Universidad de Cambridge. "Causa de la progresión de la enfermedad de Alzheimer en el cerebro". ScienceDaily. Www.science-things.com/releases/2021/10/211029152240.htm consultado el 29 de octubre de 2021.

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