Investigadores estudian cómo cambia la expresión génica en el cerebro en la enfermedad de Alzheimer
Imagen microscópica de una placa de proteína beta-amiloide (rosa) típica de la enfermedad de Alzheimer y astrocitos reactivos a su alrededor (rojo). Crédito: Universitat Autònoma de Barcelona
Aunque la enfermedad de Alzheimer es una de las patologías más estudiadas por su alta prevalencia, los cambios moleculares que provocan que los astrocitos, un tipo de célula cerebral, se conviertan en astrocitos reactivos, manifestando un cambio morfológico muy pronunciado en respuesta a una situación estresante, son aún desconocidos. Tampoco se sabe por qué las neuronas de los cerebros enfermos tienen dificultades para comunicarse entre sí o con los propios astrocitos.
Ahora, en un artículo publicado en Neurobiology of Disease, un grupo internacional de investigadores con experiencia en estas células y el estudio de enfermedades neurodegenerativas analizó datos genéticos de muestras de cerebro post mortem de casi 800 individuos, para determinar las diferencias entre genes expresión en astrocitos y neuronas de cerebros con la enfermedad y en células de cerebros de personas sin diagnóstico de demencia, el grupo de control. Las muestras provinieron del portal Alzheimer Disease Knowledge y fueron generadas por tres clínicas estadounidenses: el Hospital Mount Sinai, la Clínica Mayo y el Proyecto de Estudio/Memoria y Envejecimiento de Orden Religiosa.
Los investigadores estudiaron el conjunto de moléculas de ARN, o el transcriptoma celular, que se utiliza para determinar cuáles de todos los genes se están expresando y en qué medida. «Estudiando el transcriptoma podemos ver si hay genes silenciados o sobreexpresados, y podemos entender qué ocurre en el interior de las neuronas y los astrocitos», explica Elena Galea, investigadora del Institut de Neurocincies (INc-UAB) y primera autora del estudio artículo.
Representación gráfica de los datos genómicos analizados. En horizontal, los genes agrupados en clusters y en vertical, los pacientes. Cada pequeño recuadro es uno de los genes estudiados: en rojo si ha aumentado su expresión y en azul si ha disminuido. Crédito: Universitat Autònoma de Barcelona
Los resultados han mostrado una alta heterogeneidad genética entre personas con el mismo diagnóstico clínico y, además, que más de la mitad de los individuos control tienen un perfil molecular de la enfermedad de Alzheimer, que se caracteriza por una expresión disminuida de genes sinápticos debido al daño y muerte neuronal. “Esto podría indicar que estas personas se encontraban en una etapa muy temprana de la enfermedad (todavía sin síntomas) y reforzaría la idea de que el diagnóstico clínico tiene que complementarse con la búsqueda de marcadores moleculares, como proteínas de sinapsis neuronal, para determinar la fase. en el que se encuentra el paciente», explica Lydia Gimnez-Llort, autora del artículo e investigadora del Departamento de Psiquiatría y Medicina Legal de la UAB y del INc-UAB. “En este sentido, estamos trabajando junto con la Fundación Pasqual Maragall para detectar proteínas de astrocitos en la sangre de pacientes con enfermedad de Alzheimer preclínica”, añade el Dr. Galea.
El estudio también muestra cómo, a medida que avanza la enfermedad progresa, los astrocitos disminuyen la expresión de genes que codifican proteínas mitocondriales, lo que impide el buen funcionamiento de las mitocondrias de estas células (orgánulos básicos para la energía celular). Este efecto podría ser una adaptación de los astrocitos para compensar la toxicidad de la proteína amiloide y estaría perjudicando la comunicación entre astrocitos y neuronas. “Creemos que esta adaptación de los astrocitos contribuye al empeoramiento de la enfermedad y, por tanto, podría ser un punto clave para evitar su progresión”, explica el Dr. Galea.
El estudio es el análisis transcriptómico más completo de humanos astrocitos en la enfermedad de Alzheimer hasta la fecha y es de gran relevancia por el número de muestras analizadas. Los resultados destacan la necesidad de utilizar datos moleculares para estratificar a los pacientes en grupos genéticamente más homogéneos para ensayos clínicos y obtener un diagnóstico y tratamiento más precisos de la enfermedad. Además, abren la puerta al desarrollo de terapias dirigidas para proteger la función de las mitocondrias de los astrocitos.
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En la enfermedad de Huntington, los astrocitos cooperan con las neuronas del cerebro Más información: Elena Galea et al, El análisis multitranscriptómico apunta a una disfunción temprana de organelos en astrocitos humanos en la enfermedad de Alzheimer , Neurobiología de la enfermedad (2022). DOI: 10.1016/j.nbd.2022.105655 Información de la revista: Neurobiology of Disease
Proporcionado por la Universitat Autònoma de Barcelona Cita: Investigadores estudian cómo cambia la expresión génica en el cerebro en la enfermedad de Alzheimer (2022, 18 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-gene-brain-alzheimer-disease.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.