Científicos del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en San Antonio (UT Health San Antonio) informaron hoy que un desencadenante inflamatorio como el presente durante las infecciones virales es elevado en la enfermedad de Alzheimer y la parálisis supranuclear progresiva, un trastorno cerebral raro.
«Hemos identificado un nuevo desencadenante de la inflamación cerebral en estos trastornos», dijo Elizabeth Ochoa, PhD, autora del estudio de UT Health San Antonio. El hallazgo publicado en Avances de la ciencia es novedoso por esta razón, dijo.
Ochoa, una recién graduada de doctorado, y su mentora, Bess Frost, PhD, autora principal del estudio, son investigadores del Instituto Sam and Ann Barshop para Estudios sobre la Longevidad y el Envejecimiento, el Instituto Glenn Biggs para el Alzheimer y las Enfermedades Neurodegenerativas, y el Departamento de Investigación Celular. Sistemas y Anatomía en UT Health San Antonio. Frost es el Profesor Distinguido Bartell Zachry de Investigación en Trastornos Neurodegenerativos.
La enfermedad de Alzheimer y la parálisis supranuclear progresiva se caracterizan por depósitos tóxicos de una proteína llamada tau. Su investigación encontró que los «genes de salto» inducidos por tau, que pueden reubicarse o copiarse a sí mismos en otras ubicaciones en el genoma, forman ARN de doble cadena. Este ARN anormal imita el desencadenante inflamatorio que también está presente en las infecciones virales.
«Los elementos transponibles, los llamados genes saltadores, son una nueva área de interés para comprender la enfermedad de Alzheimer. Nuestro estudio proporciona nuevos conocimientos sobre cómo pueden impulsar el proceso de la enfermedad además de su capacidad para saltar», dijo Ochoa. «Estos ARN de doble cadena parecen un virus para el sistema inmunológico a pesar de que los genes saltadores son parte de nuestro genoma normal».
Los investigadores detectaron la acumulación de ARN de doble cadena en tejido cerebral post mórtem de pacientes con enfermedad de Alzheimer y parálisis supranuclear progresiva y en cerebros de modelos de tauopatía en ratones y moscas de la fruta.
«Encontramos depósitos sustanciales de ARN de doble cadena en los astrocitos, que son células que brindan apoyo metabólico a las neuronas, regulan los neurotransmisores y mantienen la integridad de la barrera hematoencefálica», dijo Frost. «En el envejecimiento y la enfermedad, los astrocitos responden a las lesiones y la interrupción del entorno neuronal. Nuestros hallazgos abren nuevas puertas para comprender la biología de los astrocitos y su papel en el control de elementos transponibles».
La pérdida de neuronas, que son células del sistema nervioso central, es progresiva en el Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas.
Los investigadores realizaron experimentos en moscas de la fruta para probar rápidamente sus preguntas sobre el ARN de doble cadena y la inflamación en el cerebro. «Para asegurarnos de que lo que encontramos en nuestros experimentos con moscas de la fruta sea relevante para la enfermedad de los mamíferos, también estudiamos el tejido cerebral de modelos de ratones y de cerebros humanos post mortem afectados por tauopatía», dijo Ochoa.
«Dado que actualmente estamos apuntando a la activación del gen saltador en un ensayo clínico local de Fase II para pacientes con la enfermedad de Alzheimer, es importante comprender el repertorio completo de moléculas tóxicas, incluidos los ARN de doble cadena, que producen los genes saltadores», dijo Frost.
Ochoa obtuvo recientemente su doctorado de la Disciplina de Biología Celular, Genética y Medicina Molecular del programa de Ciencias Biomédicas Integradas en UT Health San Antonio. Obtuvo su título universitario de la Universidad de Seattle.
Frost, profesor asociado de sistemas celulares y anatomía en los institutos Barshop y Biggs de UT Health San Antonio, recibió el altamente competitivo Premio Edith y Peter O’Donnell en Medicina en 2020 de TAMEST, la Academia de Medicina, Ingeniería, Ciencia y Tecnología de Texas . También fue Medallista de Oro en 2022 por el Premio Oskar Fischer.
Expresiones de gratitud
Este estudio fue apoyado por el Instituto Nacional de Enfermedades Neurológicas y Accidentes Cerebrovasculares, la Fundación Rainwater y el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales. El coautor Kevin Bieniek, PhD, es el director del banco de cerebros del Instituto Glenn Biggs de UT Health San Antonio, que cuenta con el respaldo del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento, el Consorcio de Investigación y Atención del Alzheimer de Texas, el Centro de Medicina de Precisión Bill and Rebecca Reed y el Bartell y Mollie Zachry Endowment para la investigación y atención al paciente de Alzheimer.
El Banco de Cerebros de Mayo Clinic proporcionó tejido cerebral humano. El coautor William Ray, PhD, del Consorcio de Neurodegeneración, División de Descubrimiento Terapéutico en el Centro de Cáncer MD Anderson de la Universidad de Texas, proporcionó tejido cerebral de ratón para los análisis.
