La investigación de la USC arroja nueva luz sobre cómo un colapso en el sistema vascular del cerebro es anterior a la acumulación de placas y enredos tóxicos en el cerebro que provocan la enfermedad de Alzheimer. La investigación sugiere un objetivo anterior para prevenir la demencia y el Alzheimer.
Casi el 50 por ciento de todas las demencias, incluida la enfermedad de Alzheimer, comienza con la descomposición de los vasos sanguíneos más pequeños en el cerebro y sus "células protectoras" protectoras, según un estudio de la Keck School of Medicine de la USC.
Esa catástrofe causa una falla de comunicación llamada enfermedad de los vasos pequeños. Muchas personas con esa enfermedad también tienen la enfermedad de la sustancia blanca, el desgaste de la mielina grasa que permite a las neuronas transferir mensajes dentro de la red cerebral. En un modelo animal, los investigadores descubrieron que el cerebroEl deterioro asociado con la demencia puede comenzar a principios de los 40 en los humanos.
Durante más de 25 años, los científicos han sabido que la enfermedad de la materia blanca impide la capacidad de una persona para aprender o recordar cosas nuevas, ralentiza el pensamiento y hace que las personas se caigan con más frecuencia debido a problemas de equilibrio. Identificaron un vínculo entre los pequeños vasos sanguíneos lisiados enla enfermedad del cerebro y la sustancia blanca, pero no sabía qué comenzó ese proceso hasta ahora.
"Muchos científicos han centrado su investigación sobre la enfermedad de Alzheimer en la acumulación de proteínas amiloides y tau tóxicas en el cerebro, pero este estudio y otros de mi laboratorio muestran que el problema comienza antes, con vasos sanguíneos con fugas en el cerebro", dijoBerislav Zlokovic, autor principal del estudio y titular de la Cátedra Mary Hayley y Selim Zilkha en Investigación de la Enfermedad de Alzheimer en la Escuela de Medicina Keck.
"El colapso de los pericitos, las células que controlan los vasos sanguíneos más pequeños del cerebro, reduce la mielina y la estructura de la materia blanca en el cerebro. Las disfunciones vasculares, incluida la reducción del flujo sanguíneo y la ruptura de la barrera hematoencefálica, inician la enfermedad de la materia blanca."
El papel desempeñado por los pericitos
El estudio, publicado en medicina natural el 5 de febrero, explica que los pericitos juegan un papel crítico en la salud y la enfermedad de la materia blanca a través del fibrinógeno, una proteína que circula en la sangre. El fibrinógeno desarrolla coágulos sanguíneos para que las heridas puedan sanar. Cuando las células gatekeeper se ven comprometidas, una cantidad no saludable de fibrinógenose desliza hacia el cerebro y hace que la sustancia blanca y las estructuras cerebrales, incluidos los axones fibras nerviosas y los oligodendrocitos células que producen mielina, mueran.
Axel Montagne, primer autor del estudio, dijo que él y sus colegas son los primeros en demostrar que el fibrinógeno es un jugador clave en la degeneración de la sustancia blanca no inmune. La proteína ingresa al cerebro a través de una barrera hematoencefálica.
"Demostramos que controlar los niveles de fibrinógeno puede, en un modelo de ratón, revertir o retrasar la enfermedad de la sustancia blanca, el heraldo de la demencia", dijo Montagne, profesor asistente de investigación en fisiología y neurociencia en el Instituto Neurogenético Zilkha de la Escuela Keckde Medicina.
La demencia afecta a 50 millones de personas en todo el mundo y le cuesta al mundo unos $ 818 mil millones, según la Organización Mundial de la Salud.
Como institución de investigación dedicada a promover la salud a lo largo de la vida, la USC cuenta con más de 70 investigadores dedicados a la prevención, el tratamiento y la posible cura de la enfermedad de Alzheimer y otras demencias.
Un nuevo villano para apuntar
El estudio encontró alrededor de un 50 por ciento menos de células gatekeeper y tres veces más proteínas de fibrinógeno en las áreas de la materia blanca de la cuenca hidrográfica en los cerebros humanos de Alzheimer postmortem en comparación con los cerebros sanos
Para comprender lo que estaba sucediendo, los investigadores liderados por la USC estudiaron ratones que carecían de pericitos y los compararon con un grupo de control.
Utilizando una técnica de resonancia magnética desarrollada por el Laboratorio Zlokovic, notaron un aumento del 50 por ciento en la fuga de vasos en ratones de 36 a 48 semanas de edad, aproximadamente el equivalente de los humanos de 70 años. El modelo animal reprodujo lo que los científicos observaron en los cerebros post mortemde la gente.
Así que lo miraron más de cerca
Los científicos también encontraron un flujo sanguíneo cerebral reducido y una mayor acumulación de fibrinógeno en los cerebros de ratones deficientes en células gatekeeper. A las 12 a 16 semanas de edad, los ratones experimentales tenían 10 veces más fibrinógeno en el cuerpo calloso en comparación con el grupo de control.Esa región es la terminal de tránsito central del cerebro que dirige la información motora, sensorial y cognitiva a sus destinos finales.
"Nuestras observaciones sugieren que una vez que se dañan los pericitos, el flujo sanguíneo en el cerebro se reduce como un drenaje que se está obstruyendo lentamente", dijo Angeliki Maria Nikolakopoulou, coautora del estudio y profesora asistente de investigación en fisiología y neurociencia enEl Instituto Neurogenético Zilkha.
en el volante
Los investigadores hicieron que los ratones corrieran en una rueda para evaluar su región cerebral subcortical, la misma área estudiada en humanos post mortem. Al principio, la rueda tenía peldaños igualmente espaciados. Después de dos semanas, los científicos retiraron algunos de los peldaños. Cuando el grupo experimentaltenían 12 a 16 semanas de edad, alcanzaron una velocidad máxima que era aproximadamente un 50 por ciento más lenta que el grupo de control.
"Los ratones deficientes en pericitos funcionan más lentamente porque hay cambios estructurales en su materia blanca y una pérdida de conectividad entre las neuronas", dijo Zlokovic.
Los investigadores utilizaron técnicas de difusión por resonancia magnética desarrolladas por el Laboratorio Zlokovic para ver lo que sucedía en el cerebro. Vieron cambios en la materia blanca en ratones desde las 12 a 16 semanas de edad. Teóricamente, eso significa que la enfermedad de la materia blanca en los humanos podría comenzar cuando ellostienen solo 40 años, dijo Montagne.
"Los pericitos están comprometidos desde el principio", dijo Montagne. "Piense en ello como el pelo obstruyendo un drenaje con el tiempo. Una vez que el drenaje está obstruido, comienzan a formarse grietas en las 'tuberías' o en los vasos sanguíneos del cerebro. La materia blanca se deshilacha y las conexiones cerebralesestán interrumpidos. Ese es el comienzo de la demencia ".
Prueba del veneno
Para confirmar que las proteínas de fibrinógeno son tóxicas para el cerebro, los investigadores utilizaron una enzima que se sabe que reduce el fibrinógeno en la sangre y el cerebro de los ratones. El volumen de materia blanca en ratones volvió al 90 por ciento de su estado normal, y las conexiones de la materia blanca volvieron a80 por ciento de productividad, encontró el estudio.
"Nuestro estudio proporciona pruebas de que atacar el fibrinógeno y limitar estos depósitos de proteínas en el cerebro puede revertir o retrasar la enfermedad de la sustancia blanca", dijo Zlokovic. "Proporciona un objetivo para el tratamiento, pero se necesita más investigación. Debemos encontrar la correctaAcercarse.
"Quizás centrarse en fortalecer la integridad de la barrera hematoencefálica puede ser una respuesta porque no se puede eliminar el fibrinógeno de la sangre en los humanos. Esta proteína es necesaria en la sangre. Simplemente es tóxica para el cerebro".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Sur de California . Original escrito por Zen Vuong. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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