Los investigadores relacionan los niveles altos de calcio en las mitocondrias con la muerte neuronal en la enfermedad de Alzheimer
Fig. 1: hSyn.2mtYC3.6 se dirige a las mitocondrias neuronales y es funcional in vivo. Crédito: Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-16074-2
Por primera vez, utilizando un modelo de ratón con la enfermedad de Alzheimer, los científicos han documentado un vínculo entre los niveles elevados de calcio en las mitocondrias y la muerte neuronal en el cerebro vivo. Esta relación se documentó previamente en cultivos celulares, pero ver este fenómeno en ratones vivos hace que sea más probable que esto ocurra también en personas y podría apuntar a un nuevo objetivo para la enfermedad de Alzheimer.
«Pudimos mostrar la desregulación del calcio mitocondrial en las neuronas de ratones vivos con síntomas similares a los de la enfermedad de Alzheimer utilizando técnicas de imágenes en vivo de vanguardia», dice la autora principal del artículo, Maria Calvo-Rodriguez, Ph.D. El autor principal es Brian J. Bacskai, Ph.D. Ambos son del Departamento de Neurología del Hospital General de Massachusetts.
Entre sus colaboradores se encontraban investigadores de la Escuela de Salud Pública de Harvard y la Escuela de Medicina del Instituto de Investigación Biomédica de Cádiz (INIBICA) en España. Este estudio se publicó recientemente en Nature Communications.
Una de las características distintivas de la enfermedad de Alzheimer es el depósito de placas de beta amiloide (A) y la pérdida de neuronas. Durante mucho tiempo se pensó que la acumulación de A era un desencadenante de la enfermedad, pero el medio exacto por el cual las neuronas mueren en el Alzheimer sigue siendo un misterio, y la teoría A se ha vuelto controvertida porque muchos candidatos a fármacos dirigidos a A han fracasado en los ensayos clínicos.
Uno de los efectos de las placas A es que provocan niveles elevados de iones de calcio (Ca2+) en las células cerebrales. También hay evidencia de que, al menos en cultivos celulares, la exposición a A puede elevar los niveles de Ca2+ dentro de las mitocondrias y provocar la muerte neuronal. Las mitocondrias influyen en la señalización de Ca2+ dentro de las neuronas a través del «uniportador de calcio mitocondrial» que toma Ca2+ en las mitocondrias. La investigación de este mecanismo en ratones vivos se ha visto obstaculizada por la falta de tecnologías lo suficientemente sensibles como para evaluar directamente los niveles de Ca2+ en las mitocondrias del cerebro vivo.
Para explorar la relación entre Ca2+, las mitocondrias y la muerte neuronal, Calvo -Rodríguez y sus colegas combinaron la microscopía multifotónica con un indicador radiométrico de Ca2+ dirigido a las mitocondrias para evaluar los niveles de Ca2+. Aplicaron estas tecnologías para examinar las neuronas de un modelo de ratón transgénico con enfermedad de Alzheimer que desarrolla placas de amiloide similares a las de los pacientes humanos.
Sus estudios demuestran que el aumento de los niveles mitocondriales de Ca2+ está asociado con la deposición de placas y la muerte neuronal. en este modelo, lo que indica que los niveles anormales de Ca2+ en las mitocondrias podrían desempeñar un papel en la muerte de las células neuronales en la enfermedad de Alzheimer.
Además, observaron que cuando se aplica A soluble al cerebro de ratón sano, la concentración de Ca2+ en las mitocondrias aumenta . Ese proceso se puede prevenir mediante el bloqueo del uniportador de calcio mitocondrial con un fármaco. El A soluble es un tipo de A similar al del cerebro humano con Alzheimer.
«Los altos niveles de calcio en las mitocondrias causan estrés oxidativo y la muerte de las neuronas por apoptosis», dice Calvo-Rodríguez. «Proponemos que al bloquear el uniportador de calcio mitocondrial neuronal podemos prevenir la muerte celular y afectar la progresión de la enfermedad». Su trabajo sugiere que apuntar la entrada de calcio a las mitocondrias podría ser un nuevo enfoque terapéutico prometedor en la enfermedad de Alzheimer.
Explore más
Comer más cetonas puede luchar contra la enfermedad de Alzheimer Más información: Maria Calvo-Rodriguez et al. Aumento de los niveles de calcio mitocondrial asociados con la muerte neuronal en un modelo de ratón con enfermedad de Alzheimer, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-16074-2 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por el Hospital General de Massachusetts Cita: Los investigadores relacionan los niveles altos de calcio en las mitocondrias con la muerte en la enfermedad de Alzheimer (2020, 12 de mayo) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-link-high-calcium-mitochondria-neuronal.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.