Un estudio de células madre apunta hacia un nuevo enfoque para la enfermedad de Alzheimer

El daño y la destrucción de las células cerebrales subyace a esta forma común de demencia. El trastorno, que afecta a más de 5 millones de estadounidenses, causa pérdida de memoria, pensamiento, búsqueda de formas y habilidades de razonamiento, y otros problemas debilitantes. La patología tiende a empeorar con el tiempo y el envejecimiento es un factor de riesgo importante.

El tejido cerebral de personas con la enfermedad de Alzheimer muestra agrupamiento de dos tipos de proteínas. Una de ellas, la proteína beta amiloide, se acumula fuera de las células cerebrales; la otra, llamada proteína Tau, se acumula dentro de las células. Se cree que estas dos proteínas tóxicas causan la muerte de las células cerebrales que se observa en el Alzheimer. Las investigaciones recientes sugieren que estas proteínas se acumulan debido a un defecto en el sistema que transporta las proteínas dentro de la célula. Las proteínas se envían en paquetes unidos a la membrana, llamados endosomas. El sistema que los lanza alrededor de la célula es la red endosomal. Para que las proteínas se procesen, eliminen o reciclen adecuadamente, este sistema debe funcionar correctamente.

En el nuevo estudio publicado esta semana, el equipo de investigación liderado por el Departamento de Medicina de la Universidad de Washington (UW Medicine), en Estados Unidos, utilizó células cerebrales humanas creadas a partir de células madre. Los resultados mostraron que un compuesto que aumenta la función de la red endosomal reduce significativamente la producción de beta amiloide y un precursor de la proteína Tau, como se detalla en un artículo publicado este jueves en la revista 'Stem Cell Reports'.

La autora principal de este trabajo, Jessica Young, profesora asistente de Patología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en Seattle y miembro del Instituto de Células Madre y Medicina Regenerativa de UW, señala que los hallazgos sugieren que la detección de defectos en la red endosomal, a través del descubrimiento de fármacos u otros productos terapéuticos, como la terapia génica, puede ser una estrategia prometedora contra la enfermedad de Alzheimer.

En el estudio, Young y sus colegas obtuvieron células de la piel de pacientes con enfermedad de Alzheimer y de personas que no tenían signos de demencia. Debido a que todas las células de una persona comparten el mismo genoma, las células de la piel de pacientes con Alzheimer contendrían las mismas mutaciones genéticas que afectan a sus células cerebrales.

Luego, los investigadores "reiniciaron" las células de la piel al reprogramarlas para que actúen como células madre y estas células, llamadas células madre pluripotentes inducidas, son capaces de desarrollar cualquier tipo de célula. Young y sus colegas pudieron crear neuronas que tenían la misma constitución genética que las de los pacientes de los que habían recolectado muestras de piel.

Las células cultivadas en laboratorio de los pacientes con Alzheimer tendrían la misma tendencia a generar la cantidad excesiva de beta amiloide y el precursor de la proteína Tau que se observa en las células cerebrales de las personas con este trastorno. Esto hizo posible que los investigadores midieran la producción de beta amiloide y la proteína Tau en estas neuronas derivadas de células madre.

Los investigadores querían ver si la mejora de la función de la red endosomal, en un entorno de laboratorio, afectaría a la beta amiloide y la proteína Tau en estas células humanas. Para ello, probaron un compuesto que se había demostrado en estudios con animales que estabiliza y aumenta la función de un ensamblaje de proteínas llamado retrómero, que es un jugador clave en dirigir cómo se envían los "paquetes" endosómicos en la red endosomal para ser entregados en el destino correcto.

Los investigadores encontraron que el compuesto, llamado R33, realzó la función del retrómero, lo que condujo a una reducción considerable en la producción tanto de beta amiloide como de la forma de proteína tau que se agrega fácilmente, Tau fosforilada. Los investigadores también usaron las células para probar la hipótesis de que la producción de beta amiloide impulsa la producción de Tau fosforilada.

La acumulación de las dos proteínas parece estar estrechamente relacionada. Los científicos emplearon la herramienta de edición de genes CRISPR para crear células que no constituían el precursor necesario de la beta amiloide. Sin embargo, el compuesto R33 fue aún eficiente para disminuir Tau fosforilada. Ese resultado indica que esta vía puede funcionar sin la ayuda de beta amiloide.

"Los hallazgos sugieren que algo aguas arriba está afectando a la producción de beta amiloide y Tau fosforilada de forma independiente -destaca Young-. Así que una cosa en la que vamos a trabajar de ahora en adelante será usar estas líneas celulares para identificar cuál podría ser este defecto aguas arriba y si también podría ser un objetivo para nuevas terapias para tratar el Alzheimer".