17/10/2012 - Un estudio muestra como el Alzheimer mata las células del cerebro

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La manera exacta en la que el mal de Alzheimer mata las células del cerebro sigue siendo un tanto misteriosa, pero los investigadores de la Universidad de Michigan han descubierto una clave que sustenta la idea de que unas proteínas pequeñas horadan las neuronas.

El equipo también encontró  que los grumos de esas proteínas que tienen cierto tamaño son particularmente tóxicos para las células, en tanto que las acumulaciones más pequeñas o más grandes que estas proteínas parecen ser benignas.

Las conclusiones se publican en Public Libray of Science ONE (PLoS ONE), añaden detalles importantes a la base de conocimientos sobre esta enfermedad que afecta a unos 5,4 millones de personas este año en Estados Unidos, y que sigue siendo incurable y, en gran medida, sin tratamiento. Los resultados podrían ayudar a que los investigadores farmacéuticos encaminen los medicamentos hacia los mecanismos precisos de la enfermedad.

Las pequeñas proteínas, llamadas péptidos beta amiloide, son los sospechosos principales en la causa de la muerte celular que acompaña al mal de Alzheimer. Ellas conforman la mayor parte de las fibras seniles de placa que se encuentra en el cerebro de los pacientes a los que se les practica la autopsia. Los investigadores ofrecen varias hipótesis acerca de la manera en que los péptidos puedan causar la enfermedad. Entre las posibles causas mencionan el estrés oxidativo, o un desequilibrio en los iones de calcio causado posiblemente por orificios en las membranas celulares.

Las conclusiones de los investigadores de la UM dan sustento sólido a la idea de que los péptidos amiloides dañan la membrana alrededor de las células nerviosas y conducen al movimiento descontrolado de los iones de calcio en su interior. Las señales del cálcio son un medio importante de comunicación entre las células y las células sanas regulan su flujo con precisión. El mecanismo tóxico implicado en el nuevo estudio podría actuar por cuenta propia o junto con otros cursos sugeridos, y lleva en última instancia a una pérdida de células cerebrales en los pacientes, señalan los investigadores.

“Existen muchas probabilidades de que el mal de Alzheimer lo causen, en parte, los grupos de cuatro a trece péptidos que abren agujeros en las células y las matan gradualmente después de una exposición prolongada”, dijo Michael Mayer, profesor asociado de ingeniería biomédica e ingeniería química que encabezó la investigación.

“La gama de tamaños de los grumos de amiloides que identificamos como las que más tienden a formar poros es también la más tóxica. La correlación es impresionante. En las condiciones de cultivo en probeta, estos resultados indican firmemente que la formación de poros por parte de los beta amiloides es responsable por la muerte de las células neuronales”.

Mediante la observación y avanzados análisis estadísticos el equipo exploró si la tendencia de los péptidos a perforar agujeros en las membranas celulares está  correlacionada con la muerte de las células bajo las mismas condiciones.

Para llevar a cabo el experimento Panchika Prangkio, estudiante de doctorado en el laboratorio de Mayer, formó grumos de beta amiloides en agua a lo largo de 0, 1, 2, 3, 10 y 20 días. Midió con qué eficacia los grumos de amiloides de diferentes tamaños abrían poros en dos capas de lípidos que simulaban una membrana celular. Por separado pero con las mismas muestras de amiloides, el equipo observó cuántas células morían y determinó qué tamaño tenían los grumos de amiloide en la muestra en cada momento. Los investigadores usaron células de una cepa de células de nervio humano cancerosas.

El trabajo podría ayudar en la búsqueda de tratamientos del mal de Alzheimer que bloqueen la formación de poros por parte de grumos de beta amiloides de tamaño medio. Y podría plantar cuestiones acerca de la eficacia potencial de medicamentos (tales como el Bapineuzumab) que apuntan a quitar las acumulaciones grandes de beta amiloides.

“Cuanto más aprenda la comunidad investigadora acerca de cómo opera el mal de Alzheimer, más probable es que desarrollemos un tratamiento eficaz”, dijo Mayer.

El artículo se titula “Multivariate analyses of amyloid-beta oligomer populations indicate a connection between pore formation and cytotoxicity”. Es un esfuerzo de colaboración con el grupo investigador de Jerry Yang, profesor asociado de química y bioquímica en la Universidad de California, en San Diego (UCSD), y David Sept, un profesor asociado de ingeniería biomédica en la UM. La financiación provino de la Fundación Wallace H. Coulter, con apoyo de la Asociación para el Alzheimer, la Fundación Nacional de Ciencia y el gobierno de Thailandia.

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Public Libray of Science ONE

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