Qué ocurre cuando falla la limpieza de proteínas en el cerebro y cómo podría influir en la demencia

La demencia es el resultado de diversas enfermedades y lesiones que afectan el cerebro. El Alzheimer es la forma más común y puede representar entre un 60% y un 70% de los casos, explica la Organización Mundial de la Salud (OMS).

El Alzheimer afecta al cerebro al dañar sus componentes más básicos, las neuronas, lo que impide que cumplan su función y finalmente provoca su muerte. El proceso por el cual esta enfermedad destruye las neuronas se llama neurodegeneración.

En ese sentido, recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha identificado un posible mecanismo que podría explicar cómo se desarrollan ciertos tipos de demencia y Alzheimer. El estudio, publicado recientemente en la revista Nature, expone que el deterioro del sistema de limpieza de proteínas cerebrales en el envejecimiento cerebral puede ocasionar que las células inmunitarias del cerebro, conocidas como microglía, eliminen conexiones neuronales esenciales al intervenir más de lo habitual.

La microglía se encarga de retirar residuos y fragmentos celulares dañinos para preservar la salud cerebral. Su papel principal es depurar el tejido nervioso de proteínas envejecidas y otros restos.

En condiciones normales, el cerebro recicla constantemente sus proteínas neuronales para garantizar el funcionamiento adecuado de las comunicaciones entre neuronas. Este proceso resulta fundamental para mantener el equilibrio y la eficiencia en las conexiones cerebrales.

Según la OMS, en 2021, 57 millones de personas en todo el mundo vivían con demencia y cada año, hay casi diez millones de casos nuevos. Esta enfermedad neurodegenerativa es la séptima causa de defunción y una de las causas principales de discapacidad y dependencia entre las personas de edad en el mundo entero.

Si bien gran parte de la investigación sobre el Alzheimer se centra en marcadores bien conocidos como las placas amiloides (grumos de proteínas pegajosos en el exterior de las células) y los ovillos de tau (fibras retorcidas en el interior de las células), los investigadores de la Universidad de Stanford se centraron en el sistema cerebral de producción y eliminación de proteínas.

Cómo se realizó el estudio

La investigación utilizó ratones sanos y envejecidos, comparando animales de 4 y 24 meses para observar cómo la proteostasis (el sistema cerebral para el mantenimiento y reciclaje de proteínas) se deteriora con el envejecimiento. Para el estudio, los investigadores desarrollaron una nueva herramienta llamada BONCAT (Etiquetado Bioortogonal No Canónico de Aminoácidos) para rastrear la vida útil y el destino de las proteínas recién sintetizadas, enfocándose en las diferencias entre ejemplares jóvenes y mayores. Esto les permitió rastrearlas desde su creación hasta su eliminación.

Los resultados indican que, en los ratones más viejos, la capacidad de reciclaje de proteínas disminuye de manera marcada. Según los autores, “la vida media de las proteínas neuronales prácticamente se duplica entre ratones jóvenes y viejos, lo que revela una pérdida sustancial del mantenimiento del proteoma neuronal con el envejecimiento”.

Más de 1.700 proteínas empiezan a acumularse, especialmente en las zonas donde las neuronas se comunican entre sí. Esta acumulación lleva a que la microglía aumente su actividad de limpieza con el objetivo de restaurar el equilibrio.

Sin embargo, esta respuesta tiene efectos secundarios. Las proteínas afectadas por la acumulación y el paso del tiempo se localizan sobre todo en los puntos de transmisión neuronal. Según el estudio, “las proteínas sinápticas están altamente enriquecidas entre aquellas que se ralentizan, se agregan y finalmente se acumulan en la microglía, lo que sugiere una cascada que va desde una alteración en el recambio de proteínas sinápticas hasta la absorción de la sinapsis”.

La acción de la microglía podría llevar a la eliminación no solo de proteínas deterioradas, sino también de conexiones cerebrales que aún funcionan. Los científicos advierten que “la cantidad de proteínas deterioradas por la edad que se acumulan en la microglía es significativamente mayor de lo esperado por casualidad, lo que indica que la microglía puede eliminar selectivamente especies de proteínas aberrantes de las neuronas para mantener la proteostasis, pero a costa de la pérdida de sinapsis”.

Este avance aporta una visión diferente sobre el papel del envejecimiento cerebral en la aparición de la demencia y el Alzheimer, más allá de los factores habitualmente estudiados como las placas amiloides o los ovillos de tau. Subraya la relevancia de los sistemas de reciclaje de proteínas en el cerebro y sugiere nuevas perspectivas para la investigación terapéutica.