La química oculta de la enfermedad de Alzheimer

Un nuevo estudio sobre la enfermedad de Alzheimer ha revelado una cascada bioquímica en el cerebro previamente desconocida que lleva a la destrucción de sinapsis, las conexiones entre las células nerviosas que son responsables de la memoria y la cognición.

Lo descubierto abre el camino hacia el desarrollo de una gama diferente de medicamentos para tratar la enfermedad de Alzheimer, que afecta a unos 50 millones de personas en el mundo.

El estudio lo ha llevado a cabo el equipo internacional del Dr. Stuart Lipton, del Instituto Scripps de Investigación, en La Jolla, California, Estados Unidos.

Los eventos químicos que constituyen esta serie anómala recientemente descubierta se describen como "reacciones de transnitrosilación proteica".

Los intentos más recientes de desarrollar tratamientos contra el Mal de Alzheimer se han dirigido específicamente contra la proteína pegajosa conocida como beta-amiloide que se acumula en el cerebro de los pacientes, deteriorando la comunicación celular y causando inflamación. Sin embargo, por diversas razones, estos intentos han fracasado en los ensayos clínicos.

"Este trabajo nos da nuevas esperanzas de mejores objetivos terapéuticos", explica Lipton. "Hemos abierto una nueva vía para el desarrollo de medicamentos".

Recreación artística de células cerebrales deteriorándose. (Imagen: Amazings / NCYT)

Lipton no es ajeno al desarrollo de medicamentos para las enfermedades de Alzheimer y Parkinson. Los fármacos desarrollados y patentados por su laboratorio han dado lugar a cuatro medicamentos aprobados por la Administración estadounidense de Alimentos y Medicamentos (FDA) para estas enfermedades, incluyendo el ampliamente recetado memantina (Namenda). Sin embargo, se necesitan medicamentos mucho mejores, tal como enfatiza Lipton.

En el nuevo estudio, Lipton y sus colegas utilizaron técnicas de química física para cuantificar la forma en que los electrones participan en ciertas reacciones químicas, ya que sospechaban que en el cerebro podían tener lugar procesos bioquímicos desconocidos. A través de esta estrategia, descubrieron una serie completamente nueva de eventos bioquímicos en las células nerviosas afectadas por la enfermedad de Alzheimer.

Descubrieron que pequeños grupos de proteína beta-amiloide desencadenan una excesiva actividad e inflamación neuronal, lo que conduce a una destructiva serie de reacciones de transnitrosilación.

El proceso comienza con niveles excesivos de átomos de nitrógeno (N) y oxígeno (O) que se unen como un "grupo de NO", que luego se transfiere a un aminoácido llamado cisteína para regular la actividad de la proteína. Una serie de estas reacciones proteicas aberrantes corta la energía de las células nerviosas del cerebro al impedir el correcto funcionamiento de sus mitocondrias, que se ocupan de generar energía para las reacciones bioquímicas de la célula. Esto finalmente lleva a la pérdida de las sinapsis que conectan las células nerviosas.

"Pudimos demostrar que estas reacciones ocurren en los cerebros de los pacientes con enfermedad de Alzheimer, y cuando evitamos estas reacciones en los cerebros de los modelos animales de la enfermedad, protegimos las sinapsis", explica Lipton. "Nuestros hallazgos sugieren que podría ser posible revertir los daños de las sinapsis a pesar de las placas y los ovillos", añade, refiriéndose a las "placas" de beta-amiloide y a los "ovillos" de proteína tau mal doblada, las dos estructuras más típicas de la enfermedad de Alzheimer. (Fuente: NCYT de Amazings)