Investigadores del Centro Médico de la Universidad de Columbia CUMC han descubierto que la desorientación espacial que conduce a la deambulación en muchos pacientes con enfermedad de Alzheimer es causada por la acumulación de proteína tau en las células nerviosas de navegación en el cerebro. Los hallazgos, en ratones, podrían conducir apruebas de diagnóstico temprano para la enfermedad de Alzheimer y destacan objetivos novedosos para tratar este síntoma común y preocupante.
El estudio se publicó hoy en línea en la revista neurona .
Se estima que tres de cada cinco personas con la enfermedad de Alzheimer deambulan y se pierden, generalmente comenzando en las primeras etapas de la enfermedad, lo que las deja vulnerables a las lesiones. Los investigadores sospechan que estos problemas se originan en un área del cerebro conocida como corteza entorrinalEC. La EC juega un papel clave en la memoria y la navegación y se encuentra entre las primeras estructuras cerebrales afectadas por la acumulación de ovillos neurofibrilares que están compuestos en gran parte por tau, un sello distintivo de la enfermedad de Alzheimer. "Hasta ahora, nadie ha podidopara mostrar cómo la patología tau puede conducir a dificultades de navegación ", dijo la co-líder del estudio Karen E. Duff, PhD, profesora de patología y biología celular en psiquiatría y en el Instituto Taub para la Investigación sobre la Enfermedad de Alzheimer y el Envejecimiento del Cerebro en CUMC.
La Dra. Duff y sus colegas centraron sus investigaciones en las células de la rejilla excitadora, un tipo de célula nerviosa en la CE que se dispara en respuesta al movimiento a través del espacio, creando un mapa interno en forma de rejilla del entorno de una persona. Los investigadores realizaron grabaciones electrofisiológicasde las celdas de la cuadrícula de ratones más viejos, incluidos los ratones diseñados para expresar tau en el EC ratones EC-tau y los controles normales, mientras navegaban por diferentes entornos. Las tareas cognitivas espaciales revelaron que los ratones EC-tau se desempeñaron significativamente peor en comparaciónlos controles, lo que sugiere que tau altera la función de la celda de la cuadrícula y contribuye al aprendizaje espacial y los déficits de memoria, según el co-líder del estudio Abid Hussaini, PhD, profesor asistente de neurobiología en Patología y Biología Celular y el Instituto Taub.
El análisis histopatológico detallado de los cerebros de los ratones reveló que solo las células excitadoras, pero no las inhibidoras, fueron destruidas o comprometidas por la tau patológica, lo que probablemente provocó que las células de la rejilla se dispararan menos ". Parece que la patología de la tau salvó a las células inhibidoras, perturbando el equilibrio entre las células excitadoras e inhibidoras y desalineando los campos de la cuadrícula de los animales ", dijo el co-primer autor Hongjun Fu, PhD, científico investigador asociado en el Instituto Taub, quien dirigió los estudios inmunohistológicos y de comportamiento.
"Este estudio muestra claramente que la patología tau, que comienza en la corteza entorrinal, puede conducir a déficits en la activación de las células de la cuadrícula y subyace al deterioro de la cognición espacial que vemos en la enfermedad de Alzheimer humana", dijo Eric Kandel, MD, premio Nobel,Profesor universitario y profesor Kavli de ciencia del cerebro en CUMC. "Este es un avance clásico en nuestra comprensión de las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer".
"Este estudio es el primero en mostrar un vínculo entre las células de la red y la enfermedad de Alzheimer", dijo Edvard E. Moser, premio Nobel y director del Instituto Kavli de Neurociencia de Sistemas de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología. "Estos hallazgos seráncrucial para futuros intentos de comprender el desarrollo de los primeros síntomas de la enfermedad de Alzheimer, incluida la tendencia a deambular y perderse ".
Los hallazgos plantean la posibilidad de que la desorientación espacial pueda tratarse corrigiendo este desequilibrio mediante estimulación transcraneal, estimulación cerebral profunda o terapia basada en luz.
"Tenemos mucho que aprender sobre las celdas de rejilla y cómo se ven afectadas por la enfermedad de Alzheimer", dijo Gustavo A. Rodríguez, PhD, investigador científico postdoctoral en el Instituto Taub y coautor del artículo."Todavía no sabemos qué porcentaje de celdas de la red en buen estado se necesitan para una navegación adecuada o si este sistema es rescatable una vez que se ha visto comprometido".
"Mientras tanto", dijo el Dr. Duff, "nuestros hallazgos sugieren que es posible desarrollar pruebas cognitivas basadas en la navegación para diagnosticar la enfermedad de Alzheimer en sus etapas iniciales. Y si podemos diagnosticar la enfermedad temprano, podemos comenzarpara administrar terapias antes, cuando puedan tener un mayor impacto ".
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Materiales proporcionados por Centro médico de la Universidad de Columbia . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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