Alzheimer y la degeneración de las sinapsis: una nueva alternativa de tratamiento

Hasta la fecha, la búsqueda de un fármaco para solucionar la enfermedad del Alzheimer no ha llegado a un punto clave. Los intereses de las investigaciones recientes se han enfocado en reducir la producción de beta amiloide o eliminar las placas de beta amiloide. Recientemente, los investigadores de la UC San Diego sugieren un nuevo enfoque alternativo: proteger las sinapsis bloqueando las acciones tóxicas de la beta amiloide.

En trastornos cerebrales como el Alzheimer, se sabe que la degeneración de las sinapsis, la cual se encarga de albergar nuestros recuerdos, se rompe demasiado pronto y desaparece. Algunos creen que esta degeneración de las sinapsis comienza mucho antes de la pérdida de memoria y se acelera con la llegada de la vejez.

Las causas que se han detectado para este tipo de degeneración en los trastornos neurodegenerativos aún no se comprenden del todo, principalmente porque los científicos aún no consiguen explicar cómo funciona el mecanismo clave que mantienen unidas estas diminutas estructuras.

Por otro lado, los cerebros adultos sanos vienen equipados con una gran capacidad sináptica, un conjunto de estructuras que transmiten señales por medio de las células nerviosas que hacen posible la comunicación, el procesamiento y el almacenamiento de información en todo el sistema nervioso.

Degeneración de las sinapsis: mecanismos claves a tener en cuenta

Neurobiólogos de la Universidad de California descubrieron los mecanismos que subyacen al mantenimiento de las sinapsis glutamatérgicas. A partir de este descubrimiento, Bo Feng, becario postdoctoral de la División de Ciencias Biológicas, el profesor Yimin Zou y sus colegas han identificado cuáles son los componentes clave que impulsan la degeneración de las sinapsis asociada al amiloide-beta, estos son péptidos de 36 a 43 aminoácidos derivados de la proteína precursora amiloide (APP) y son el principal componente de las placas amiloides en los cerebros de los enfermos de Alzheimer.

¿Pero que es esto?

Las sinapsis glutamatérgicas son un conjunto de estructuras muy polarizadas con una parte presináptica de una célula nerviosa y una parte postsináptica de otra. Esto garantiza la dirección correcta del flujo de información.

El laboratorio ya había descubierto que durante el desarrollo del cerebro las estructuras sinápticas altamente polarizadas se ensamblan por componentes de la vía de polaridad celular planar (PCP), una vía de señalización que polariza las uniones de célula a célula por todo el tejido.

Mediante microscopía de superresolución, los investigadores pudieron dar con la ubicación precisa de estos componentes de señalización de la PCP, llamados Celsr3, Frizzled3 y Vangl2, en las sinapsis de un cerebro adulto. Después, descubrieron que la eliminación de estos componentes esenciales puede alterar drásticamente el número de sinapsis.

Las pruebas

Teniendo en cuenta estos resultados, probaron si el beta-amiloide afecta a la función o la interacción de estas proteínas. En una serie de ensayos, se llegó a la conclusión de que los oligómeros de beta-amiloide se unen con Celsr3 y permiten que Vangl2 desmonte las sinapsis, debilitando las interacciones entre Celsr3 y Frizzled3. Zou, profesor de la Sección de Neurobiología de la División de Ciencias Biológicas dijo: «Es como si el amiloide-beta hubiera descubierto la mayor debilidad de nuestra sinapsis».

Para seguir comprobando su hipótesis, el laboratorio de Zou utilizó ratones 5XFAD, un modelo de ratón con patología de beta amiloide. Este ratón porta cinco mutaciones humanas que se relacionan con el Alzheimer, por lo que también muestra síntomas graves de degeneración de las sinapsis y pérdida de la función cognitiva. Después de las pruebas se llegó a la conclusión de que la eliminación de Ryk mediante la eliminación del gen de las neuronas protegía las sinapsis y ayudaba a mantener la función cognitiva en los ratones 5XFAD. La infusión del anticuerpo Ryk también protegió las sinapsis y preservó la función cognitiva, por lo que se dice que el anticuerpo Ryk es un agente terapéutico potencial.

La neuro inflamación causada por la activación de astrocitos y microglía también es característico de la enfermedad de Alzheimer, la cual se induce por la acumulación de beta amiloide. El laboratorio de Zou fue el responsable de descubrir que el anticuerpo Ryk también puede bloquear la activación de los astrocitos y la microglía en los ratones 5XFAD.

Zou cree que los hallazgos están relacionados con la mejora del comportamiento cognitivo y apoya a los efectos de Ryk como un potencial objetivo terapéutico, tanto para proteger las sinapsis como para reducir la inflamación en la enfermedad de Alzheimer.