El 25 de noviembre de 1901, una mujer de 51 años ingresa en un hospital de Frankfurt, Alemania, mostrando una extraña constelación de síntomas. Su comportamiento es errático. Muestra signos de paranoia, así como alucinaciones auditivas, desorientacióny grave deterioro de la memoria. Cuando se le pide que escriba su propio nombre, ella se las arregla con "Sra.", luego se detiene en la página, incapaz de recordar el resto. "Me he perdido", le dice al médico tratante.
Con el tiempo, ella se retirará a su propio universo inescrutable, antes de morir el 9 de abril de 1906.
El trágico caso de Auguste Deter podría haberse desvanecido en los recovecos de la historia clínica, pero por el siguiente hecho: su médico, Alois Alzheimer, realizó un examen exhaustivo de su condición médica, incluido su cerebro extirpado, descubriendo las placas amiloides reveladoras ynudos neurofibrilares característicos de su enfermedad. Auguste Deter fue la primera persona diagnosticada con la enfermedad de Alzheimer.
Hoy, la sociedad se enfrenta a una epidemia de Alzheimer, con unos 5 millones de personas afectadas solo en los Estados Unidos. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, se estima que el número aumentará a 14 millones a mediados de siglo., El Alzheimer sigue siendo el único que no se puede prevenir, tratar o curar.
En una nueva investigación que aparece en la revista Alzheimer y demencia , Diego Mastroeni, Paul Coleman y sus colegas en el Centro de Investigación de Enfermedades Neurodegenerativas de ASU-Banner NDRC y el Centro de Biodiseño para Bioenergética investigan el papel de las mitocondrias en la patología de la enfermedad de Alzheimer. Las mitocondrias actúan como centros de energía para las células y son centralesimportancia en salud y enfermedad.
El estudio se basa en trabajos anteriores que sugieren que las mutaciones genéticas que afectan la función mitocondrial pueden ser críticas en el desarrollo y la progresión despiadada de la enfermedad.
"Las enfermedades neurodegenerativas relacionadas con la edad, como el Alzheimer, progresan durante un largo período de tiempo antes de que se vuelvan clínicamente aparentes. Los primeros eventos fisiológicos y moleculares son en gran parte desconocidos", dijo Mastroeni. "Los hallazgos de nuestro laboratorio han descubierto cambios de expresión tempranos enmRNA codificados por nucleares, pero no codificados por mitocondrias que se producen a principios de los 30 años, lo que nos da una idea de lo que sospechamos son algunos de los primeros cambios celulares en la progresión de la enfermedad de Alzheimer ".
Los resultados del nuevo estudio muestran que clases específicas de genes asociados con la respiración de células mitocondriales muestran niveles de expresión reducidos en pacientes con enfermedad de Alzheimer, en comparación con pacientes normales.
El estudio también examina la expresión génica en sujetos cuyos cerebros muestran un nivel intermedio de enfermedad conocida como deterioro cognitivo leve. Aquí, se observa el efecto contrario, con genes relevantes que muestran niveles aumentados de expresión. Los autores sugieren que esta observación puede apuntar a algunostipo de mecanismo compensatorio en el cerebro que intenta evitar la enfermedad en sus primeras etapas.
Además, el estudio propone que restaurar un conjunto específico de genes dañados vinculados a la función mitocondrial y ubicados en el ADN nuclear de las células puede ofrecer una estrategia prometedora para detener el avance de la enfermedad.
Asalto a la identidad
La enfermedad de Alzheimer, la forma más común de demencia, es una enfermedad cerebral progresiva y degenerativa. Aunque comúnmente se asocia con personas de edad avanzada, ahora se cree que esta enfermedad devastadora tiene su origen mucho antes, infiltrándose en el sistema nervioso décadas antesaparición de síntomas clínicos. De hecho, el mayor obstáculo para el tratamiento exitoso de la enfermedad de Alzheimer es el hecho de que la enfermedad generalmente no se reconoce hasta que su progreso ha devastado irreparablemente el cerebro.
La enfermedad a menudo comienza con una leve pérdida de memoria, que puede interferir con la conversación normal. Si bien la edad avanzada sigue siendo el principal factor de riesgo para el Alzheimer, algunas personas también están genéticamente predispuestas. Otros factores de riesgo incluyen colesterol alto, enfermedad cardíaca, accidente cerebrovascular y sangre altapresión. Hoy, la enfermedad de Alzheimer es la quinta causa de muerte en adultos de 65 a 85 años.
A pesar de los efectos cada vez más pronunciados de la demencia, un diagnóstico definitivo de la enfermedad de Alzheimer generalmente requiere el examen post mortem del tejido cerebral y la identificación de dos síntomas estereotípicos, conocidos como placas y ovillos. Más recientemente, la nueva tecnología de imágenes ha permitido a los investigadores detectarestos síntomas en cerebros vivos, aunque Coleman es cauteloso sobre su interpretación :
"Aunque las placas y los enredos siguen siendo el sello distintivo neuropatológico definitivo de la enfermedad, las placas no se correlacionan en absoluto con el grado de deterioro cognitivo en [Alzheimer] y los enredos se correlacionan solo un poco", dijo. "Además, sabemos que las placas y los enredosllegan tarde en la cascada de eventos que causan la demencia de [Alzheimer] ".
Se cree que el Alzheimer representa el 60-70 por ciento de los casos de demencia. A medida que la enfermedad progresa, los síntomas se vuelven más severos, incluida la erosión de la capacidad del lenguaje, la desorientación física y las transformaciones de comportamiento, que a menudo implican la retirada de la familia y la sociedad. Con el tiempo,las funciones corporales se pierden, lo que en última instancia conduce a la muerte. La esperanza de vida de los pacientes con Alzheimer varía, pero es típico de tres a nueve años después del diagnóstico
Energía rápida
Las mitocondrias, orgánulos unidos a la membrana que se encuentran en todos los organismos eucariotas, a menudo se denominan potencias de la célula. Mediante un proceso conocido como fosforilación oxidativa, producen la mayor parte de la energía química de la célula en forma de adenosina trifosfato o ATP.
Además de suministrar energía celular, las mitocondrias están involucradas en la señalización celular, la diferenciación celular y la muerte celular, así como en el crecimiento celular y el mantenimiento del ciclo celular.
Debido a que las mitocondrias juegan un papel tan importante en la célula, la disfunción mitocondrial se ha implicado en una amplia gama de enfermedades, incluidas enfermedades cardiovasculares, autismo, esquizofrenia, trastorno bipolar, epilepsia, accidente cerebrovascular, enfermedad de Lou Gehrig y diabetes junto con formas de demencia.incluyendo la enfermedad de Alzheimer.
Como era de esperar, los defectos en la función mitocondrial afectan más severamente los sistemas de órganos que consumen mucha energía en el cuerpo, particularmente los músculos, el tracto gastrointestinal y el cerebro, un órgano que representa solo el 2 por ciento del peso de una persona y consume el 20 por ciento del total del cuerpopresupuesto de energía.
Las mitocondrias son únicas entre los orgánulos de la célula, ya que poseen su propio ADN, distinto del ADN contenido en el núcleo de la célula. Este extraño estado de cosas se debe a la evolución mitocondrial. Las mitocondrias descienden de bacterias de vida libre que colonizaron otras célulashace unos 2.000 millones de años. Después de incorporarse a las células nucleadas, estos endosimbiontes, como se les conoce, perdieron gran parte de su maquinaria original, pero conservaron su propio complemento de ADN.
Además del papel de la disfunción mitocondrial en la enfermedad, se cree que la degradación gradual de la integridad mitocondrial desempeña un papel central en el proceso normal del envejecimiento.
genes rotos
El estudio actual examina el tejido del hipocampo, una estructura crítica para la memoria y muy afectada por el avance de la enfermedad de Alzheimer. Utilizando la tecnología de microarrays, los autores examinaron el tejido del hipocampo de una cohorte envejecida-44 cerebros normales de 29 a 99 años de edad, 10 con deterioro cognitivo leve y 18 con enfermedad de Alzheimer.
Se examinó la expresión génica en busca de dos conjuntos de genes, uno que codifica el ADN mitocondrial y el otro, en el ADN nuclear. Los dos conjuntos de genes codificaron proteínas asociadas con un complejo mitocondrial esencial para la fosforilación oxidativa OXPHOS, produciendo energía enla forma de ATP para la célula
Curiosamente, aunque los genes mitocondriales en sí mismos no se vieron afectados en gran medida, los genes nucleares asociados con el complejo OXPHOS experimentaron una modificación significativa, dependiendo de los tejidos examinados. Los datos de microarrays revelaron una baja regulación sustancial de los genes OXPHOS codificados nuclearmente en el tejido de Alzheimer, unhallazgo también encontrado en cerebros que envejecen normalmente.
Sin embargo, los mismos genes estaban regulados en exceso en el caso de deterioro cognitivo leve, un precursor de la enfermedad de Alzheimer. Los autores sugieren que este efecto puede deberse a un mecanismo compensatorio en el cerebro en respuesta a una patología temprana.
Los hallazgos son consistentes con el trabajo anterior que establece que las acumulaciones de beta amiloide Aβ en las neuronas, un sello distintivo de la enfermedad de Alzheimer, están directamente implicadas en la disfunción mitocondrial. El efecto pronunciado en los genes OXPHOS codificados nuclearmente pero no en las mitocondriales puede apuntar adisfunciones en el transporte de moléculas desde el núcleo celular a las mitocondrias.
"Nuestro trabajo sobre las mitocondrias ofrece la promesa de un marcador confiable que aparece antes en el curso de la enfermedad, uno que se correlaciona más estrechamente con el grado de demencia que el diagnóstico actual de placas y ovillos", dijo Coleman.
Los mecanismos precisos de disminución mitocondrial en el envejecimiento y el Alzheimer aún no se han analizado y serán el foco de una investigación continua. El estudio sugiere que las terapias destinadas a restablecer la función en los genes OXPHOS codificados nuclearmente pueden proporcionar una nueva y emocionante vía para el tratamiento deAlzheimer
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Original escrito por Richard Harth, escritor de Ciencias, Biodesign Institute en ASU. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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