Fenchol, un compuesto natural abundante en algunas plantas, incluida la albahaca, puede ayudar a proteger el cerebro contra la patología de la enfermedad de Alzheimer, sugiere un estudio preclínico dirigido por investigadores de University of South Florida Health USF Health.
El nuevo estudio publicado el 5 de octubre en la Fronteras en el envejecimiento de la neurociencia @FrontiersIn, descubrió un mecanismo de detección asociado con el microbioma intestinal que explica cómo el fencol reduce la neurotoxicidad en el cerebro con Alzheimer.
La evidencia emergente indica que los ácidos grasos de cadena corta AGCC, metabolitos producidos por las bacterias intestinales beneficiosas y la principal fuente de nutrición para las células del colon, contribuyen a la salud del cerebro. La abundancia de AGCC a menudo se reduce en pacientes mayores condeterioro cognitivo leve y enfermedad de Alzheimer, la forma más común de demencia. Sin embargo, se desconoce en gran medida cómo esta disminución de los AGCC contribuye a la progresión de la enfermedad de Alzheimer.
Los AGCC derivados del intestino que viajan a través de la sangre hasta el cerebro pueden unirse y activar el receptor de ácidos grasos libres 2 FFAR2, una molécula de señalización celular expresada en las células cerebrales llamadas neuronas.
"Nuestro estudio es el primero en descubrir que la estimulación del mecanismo de detección de FFAR2 por estos metabolitos microbianos SCFA puede ser beneficiosa para proteger las células cerebrales contra la acumulación tóxica de la proteína beta amiloide Aβ asociada con la enfermedad de Alzheimer", dijoinvestigador principal Hariom Yadav, PhD, profesor de neurocirugía y reparación cerebral en la Facultad de Medicina Morsani de la USF Health, donde dirige el Centro de Investigación del Microbioma de la USF.
Una de las dos patologías características de la enfermedad de Alzheimer son los depósitos endurecidos de Aβ que se agrupan entre las células nerviosas para formar placas de proteína amiloide en el cerebro. La otra son los ovillos neurofibrilares de la proteína tau dentro de las células cerebrales. Estas patologías contribuyen a la pérdida de neuronasy muerte que finalmente causa la aparición de la enfermedad de Alzheimer, una enfermedad neurodegenerativa caracterizada por la pérdida de memoria, habilidades de pensamiento y otras habilidades cognitivas.
El Dr. Yadav y sus colaboradores profundizan en los mecanismos moleculares para explicar cómo las interacciones entre el microbioma intestinal y el cerebro pueden influir en la salud del cerebro y el deterioro cognitivo relacionado con la edad. En este estudio, dijo el Dr. Yadav, el equipo de investigación se propuso descubrirla función "previamente desconocida" de FFAR2 en el cerebro.
Los investigadores demostraron por primera vez que la inhibición del receptor FFAR2 bloqueando así su capacidad para "detectar" los AGCC en el entorno fuera de la célula neuronal y transmitir señales dentro de la célula contribuye a la acumulación anormal de la proteína Aβ que causa neurotoxicidad relacionada con la enfermedad de Alzheimer.
Luego, realizaron un cribado virtual a gran escala de más de 144.000 compuestos naturales para encontrar candidatos potenciales que pudieran imitar el mismo efecto beneficioso de los SCFA producidos por la microbiota en la activación de la señalización FFAR2. Identificar un compuesto natural alternativo a los SCFA para apuntar de manera óptima al receptor FFAR2en las neuronas es importante, porque las células del intestino y otros órganos consumen la mayoría de estos metabolitos microbianos antes de que lleguen al cerebro a través de la circulación sanguínea, anotó el Dr. Yadav.
El equipo del Dr. Yadav redujo los 15 compuestos candidatos principales al más potente. Fenchol, un compuesto derivado de plantas que le da a la albahaca su aroma aromático, fue mejor para unirse al sitio activo del FFAR para estimular su señalización.
Experimentos adicionales en cultivos de células neuronales humanas, así como Caenorhabditis C. elegans gusano y modelos de ratón de la enfermedad de Alzheimer demostraron que fenchol redujo significativamente el exceso de acumulación de Aβ y la muerte de neuronas al estimular la señalización FFAR2, el mecanismo de detección del microbioma. Cuando los investigadores examinaron más de cerca cómo el fenchol modula la neurotoxicidad inducida por Aβ, encontraron queel compuesto disminuyó las células neuronales senescentes, también conocidas como células "zombies", que se encuentran comúnmente en los cerebros con patología de la enfermedad de Alzheimer.
Las células zombis dejan de replicarse y mueren lentamente. Mientras tanto, dijo el Dr. Yadav, se acumulan en órganos enfermos y envejecidos, crean un ambiente inflamatorio dañino y envían señales de estrés o muerte a las células sanas vecinas, que eventualmente también se transforman encélulas zombies dañinas o morir.
"Fenchol en realidad afecta los dos mecanismos relacionados de senescencia y proteólisis", dijo el Dr. Yadav sobre el intrigante hallazgo del estudio preclínico. "Reduce la formación de células neuronales zombis medio muertas y también aumenta la degradación de Aβ no funcional,para que la proteína amiloide se elimine del cerebro mucho más rápido ".
Antes de comenzar a agregar mucha albahaca adicional en su salsa de espagueti o cualquier otra cosa que coma para ayudar a prevenir la demencia, se necesita más investigación, incluso en humanos.
Al explorar el fencol como un posible enfoque para tratar o prevenir la patología de Alzheimer, el equipo de USF Health buscará respuestas a varias preguntas. Una clave es si el fencol consumido en la albahaca sería más o menos bioactivo efectivo que aislar y administrarel compuesto en una pastilla, dijo el Dr. Yadav. "También queremos saber si una dosis potente de albahaca o fencol sería una forma más rápida de llevar el compuesto al cerebro".
La investigación dirigida por USF Health fue apoyada en parte por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, el Departamento de Defensa de EE. UU. Y el Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales Wake Forest, financiado por los NIH.
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