Rastreando la causa de la pérdida de memoria en la enfermedad de Alzheimer

Imagen de computadora del tejido del cerebro de un paciente de Alzheimer: un grupo de placas de proteínas (amarillo) conduce al deterioro de las células nerviosas (gris) que luego se destruyen mediante la limpieza de las células ( violeta). Crédito: Universidad de Leiden

La pérdida de memoria y la confusión son signos de la enfermedad de Alzheimer. Los físicos Serge Rombouts y Martina Huber han desarrollado nuevos métodos para ayudar a la ciencia médica a llegar al fondo de esta insidiosa enfermedad.

No estaba planeado, pero la enfermedad de Alzheimer se ha convertido en un tema recurrente en la carrera del físico Serge Rombouts, profesor de neuroimagen cognitiva en el LUMC y el Instituto de Psicología de la Universidad. Recibió un Ph.D. en 1999 para una técnica que utiliza un escáner de resonancia magnética para visualizar la actividad cerebral de los pacientes de Alzheimer, y la demencia ha seguido apareciendo en muchos de sus proyectos desde entonces. El objetivo final: usar un escáner cerebral para determinar si alguien tiene demencia, además de las entrevistas y las pruebas de memoria que usan los médicos para llegar a un diagnóstico.

Distinguir de otras formas de demencia

«El problema es que en una etapa temprana la enfermedad de Alzheimer tiene todo tipo de similitudes con otras formas de demencia», dice Rombouts. «Desea distinguir entre estos en la etapa más temprana posible, y este diagnóstico también es útil si desea probar nuevos tratamientos. El proceso de la enfermedad en el cerebro comienza de 10 a 15 años antes de que se manifiesten síntomas como el olvido. Y el tratamiento puede tener un efecto mucho mayor si se comienza años antes».

Todavía no se dispone de un diagnóstico por escáner, pero con los métodos correctos, los investigadores como Rombouts ahora pueden ver las diferencias entre los escáneres cerebrales de los pacientes con Alzheimer y los participantes sanos de la prueba. «La cuestión es que esto se puede ver con mayor claridad si comparamos los dos grupos entre sí. Desafortunadamente, no se puede formar un diagnóstico confiable colocando a un paciente individual en el escáner».

Miradas dentro del cerebro

La técnica que utiliza Rombouts para visualizar el cerebro lo hace observando la actividad cerebral. La sangre que fluye a través de las regiones activas del cerebro está más oxigenada y el escáner puede registrarlo. Estos datos se pueden usar para crear imágenes en color de secciones transversales del cerebro con algunas áreas en rojo o verde. Los colores en sí mismos no significan mucho, dice Rombouts. Es más una forma de visualizar claramente los datos.

En el pasado, se pedía a los voluntarios que realizaran una tarea en el escáner, pero hoy en día simplemente tienen que permanecer acostados boca arriba. Ya se pueden ver todo tipo de actividades en los escáneres porque el cerebro nunca está en reposo, sino que siempre está lleno de pensamientos, planes y recuerdos. El cerebro utiliza el 20% de nuestra energía total cuando estamos en reposo, dice Rombouts. Ese intenso tráfico entre las regiones del cerebro también se puede ver en un escaneo.

Diagnóstico a partir de patrones cerebrales

«Esperamos que un cambio gradual en los patrones cerebrales espontáneos sea de utilidad en el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer. La esperanza es que la inteligencia artificial desempeñe un papel en esto. Las computadoras potentes pueden comparar miles de escáneres cerebrales y tal vez crear nuevos enlaces que las personas no pueden ver».

Mapeo de placas de proteínas

Martina Huber, que trabaja en el Instituto de Física de Leiden, usa una forma de tecnología similar a la de Rombouts, pero ella usa esto para mapear moléculas en lugar del cerebro. Sabemos, por ejemplo, que la proteína beta-amiloide se agrupa y se aloja en el cerebro, y que esto probablemente juega un papel en la progresión de la enfermedad. Estas placas de proteína son incluso visibles bajo un microscopio en personas con una forma avanzada de Alzheimer.

Todavía no está claro cómo y por qué el amiloide que todos tenemos en el cuerpo se agrupa. Pero el instrumento de resonancia de espín de Huber puede ayudar a proporcionar una respuesta: puede determinar, a una temperatura de -263 con una precisión de medio nanómetro, cómo se unen las proteínas para formar un grupo. Como es imposible estudiar esto en el cerebro humano, Huber trabaja con tubos de ensayo. Los coloca en un equipo helado del tamaño de un hombre que se mejora continuamente en colaboración con el Departamento de Mecánica Fina.

Acumulación dañina

Huber: «Ahora sabemos que una acumulación más pequeña de unas pocas a unas pocas docenas de proteínas amiloides que aún no han formado placas es muy dañina para las células cerebrales. Los físicos están tratando de mapear este proceso en un tubo de ensayo. Podemos ver qué partes de la proteína se buscan entre sí. y cómo las proteínas pueden cambiar de forma si comienzan a agruparse».

El problema es que muchas proteínas no son ladrillos estables como los de Lego, sino que son espaguetis hiperactivos de marañas sueltas que toman cientos de formas diferentes por segundo. El uso de helio líquido para enfriarlos sustancialmente reduce drásticamente esta actividad. «Para medir en este caos simplemente se necesitan otros métodos. Podemos trazar este caos utilizando el conocimiento de la física más nuevos métodos. Lo que nos impulsa es el deseo de seguir mejorando el equipo para que podamos responder a este tipo de preguntas desde el mundo médico».

Prevención de la formación de grumos

Aunque el laboratorio de Huber no producirá un nuevo medicamento para el Alzheimer en un futuro cercano, el conocimiento sobre cómo se comportan las proteínas ayudará a los médicos y farmacéuticos en su busque un tratamiento: una sustancia que evite la formación de grumos, por ejemplo. «Pero ese es un gran paso en sí mismo», dice Huber. «No quiere prometer demasiado. En el amplio campo de la investigación del Alzheimer, estamos trabajando en una pieza del rompecabezas. Y no se sabe de dónde vendrá el próximo avance o medicamento para el Alzheimer».

Explorar más

La molécula reduce múltiples patologías asociadas con la enfermedad de Alzheimer Proporcionado por la Universidad de Leiden Cita: Rastreando la causa de la pérdida de memoria en la enfermedad de Alzheimer (2020, 3 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-tracking-memory-loss-alzheimer.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.