Investigadores del Centro Médico de la Universidad de Columbia (CUMC, por sus siglas en inglés) han descubierto que la desorientación espacial que conduce a equivocarse a muchos pacientes con enfermedad de Alzheimer es provocada por la acumulación de proteína tau en las células nerviosas de navegación en el cerebro.
Estos hallazgos en ratones podrían llevar a pruebas diagnósticas tempranas para el Alzheimer y determinan nuevos objetivos para el tratamiento de este síntoma común y preocupante, como se detalla en un artículo sobre el trabajo publicado en la edición digital de este jueves de 'Neuron'.
Se calcula que tres de cada cinco personas con enfermedad de Alzheimer vagan y se pierden, generalmente comenzando en las primeras etapas de la patología, dejándoles vulnerables a lesiones. Los investigadores sospechan que estos problemas se originan en un área del cerebro conocida como la corteza entorrinal (EC, por sus siglas en inglés), que desempeña un papel clave en el recuerdo y la navegación y está entre las primeras estructuras cerebrales afectadas por la acumulación de ovillos neurofibrilares compuestos en gran parte de tau, un sello distintivo de la enfermedad de Alzheimer.
"Hasta ahora, nadie ha sido capaz de mostrar cómo la patología tau podría llevar a dificultades de navegación", subraya la autora de este trabajo, Karen E. Duff, profesora de Patología y Biología Celular (en Psiquiatría y en el Instituto Taub de Investigación sobre la Enfermedad de Alzheimer y el Cerebro Envejecido) en CUMC.
La doctora Duff y sus colegas enfocaron sus investigaciones en células de red excitatorias, un tipo de célula nerviosa en la EC que se dispara en respuesta al movimiento a través del espacio, creando un mapa interno en forma de red del ambiente de una persona. Los científicos hicieron grabaciones electrofisiológicas de las células de la rejilla de los ratones más viejos, incluyendo roedores diseñados para expresar tau en la EC (ratones EC-tau) y controles normales, a medida que navegan en diferentes entornos.
Las tareas cognitivas espaciales revelaron que los ratones EC-tau mostraron resultados significativamente peores en comparación con los controles, lo que sugiere que tau altera la función de las células de red y contribuye al aprendizaje espacial y los déficits de memoria, según resalta otro de los investigadores de este trabajo, Abid Hussaini, profesor asistente de Neurobiología en Patología y Biología Celular y el Instituto Taub).
LA TAU PATOLÓGICA AFECTA SÓLO A LAS CÉLULAS EXCITATORIAS
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El análisis histopatológico detallado de los cerebros de los ratones reveló que sólo las células excitadoras, pero no las células inhibidoras, fueron sacrificadas o comprometidas por tau patológica, lo que probablemente dio como resultado que las células de red se activaran menos. "Parece que la patología tau salvó las células inhibidoras, perturbando el equilibrio entre las células excitatorias e inhibitorias y desalineando los campos de red de los animales", argumenta el coprimer autor Hongjun Fu, investigador asociado en el Instituto Taub, quien dirigió los estudios inmunohistológicos y de comportamiento.
"Este estudio demuestra claramente que la patología tau, que comienza en la corteza entorrinal, puede conducir a déficit en la activación de las células de red y subyace al deterioro de la cognición espacial que vemos en la enfermedad de Alzheimer humana", dice el premio Nobel Eric Kandel, profesor de Ciencias del Cerebro en CUMC. "Éste es un avance clásico en nuestra comprensión de las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer", añade.
"Este estudio es el primero en mostrar un vínculo entre las células de red y la enfermedad de Alzheimer", añade el premio Nobel Edvard E. Moser, director del Instituto Kavli de Neurociencia de Sistemas en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología. "Estos hallazgos serán cruciales para futuros intentos de entender el desarrollo de los primeros síntomas de la enfermedad de Alzheimer, incluyendo la tendencia a vagar y perderse", resalta.
Los resultados plantean la posibilidad de que la desorientación espacial podría tratarse mediante la corrección de este desequilibrio a través de la estimulación transcraneal, la estimulación cerebral profunda o la terapia basada en la luz.
"Tenemos mucho que aprender sobre las células de red y cómo se ven afectadas por la enfermedad de Alzheimer --dice el coautor del artículo Gustavo A. Rodríguez, investigador postdoctoral del Instituto Taub--. Todavía no sabemos qué porcentaje de células sanas de red se necesitan para la navegación apropiada o si este sistema es rescatable una vez que está alterado".
"Mientras tanto --señala Duff --nuestros hallazgos sugieren que puede ser posible desarrollar pruebas cognitivas basadas en la navegación para diagnosticar la enfermedad de Alzheimer en sus etapas iniciales. Y si podemos diagnosticar la enfermedad temprano, podemos comenzar a dar la terapia antes, cuando puede tener un mayor impacto".
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