Las áreas rojas y naranjas en estos mapas de calor de cerebros humanos muestran dónde el gen APOE está más activo
Descubren el porqué la enfermedad del Alzheimer daña ciertas partes del cerebro
Todo se reduce al gen APOE , el mayor factor de riesgo genético para la enfermedad
La pérdida de memoria suele ser el primer signo de la enfermedad de Alzheimer, seguido de confusión y dificultad para pensar. Estos síntomas reflejan el patrón típico de empeoramiento del daño a los tejidos cerebrales. Los grupos tóxicos de proteínas se concentran primero en los lóbulos temporales del cerebro, el área de la memoria, antes de extenderse a partes del cerebro importantes para pensar y planificar.
Un estudio realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis arroja pistas sobre por qué ciertas partes del cerebro son particularmente vulnerables al daño de la enfermedad de Alzheimer. Todo se reduce al gen APOE , el mayor factor de riesgo genético para la enfermedad de Alzheimer. Encontraron que las partes del cerebro donde APOE es más activo son las áreas que sufren el mayor daño.
Los hallazgos, publicados en Science Translational Medicine, ayudan a explicar por qué los síntomas de la enfermedad de Alzheimer a veces varían y resaltan un aspecto poco estudiado de la enfermedad de Alzheimer que sugiere que los mecanismos biológicos aún por descubrir pueden desempeñar un papel importante en la enfermedad.
«Hay algunas formas raras y atípicas de la enfermedad de Alzheimer en las que las personas primero desarrollan problemas de lenguaje o visión en lugar de problemas de memoria», dijo el autor principal Brian A. Gordon, PhD, profesor asistente de radiología en el Instituto de Radiología Mallinckrodt de la Facultad de Medicina: «Cuando escaneas sus cerebros, ves daño en el lenguaje o en las áreas visuales, y no tanto en las áreas de la memoria. Las personas con Alzheimer atípico a menudo son descartadas de los estudios de investigación porque es más fácil estudiar un grupo donde todos tienen el mismo conjunto de síntomas. Pero esta heterogeneidad nos dice que hay cosas que todavía no entendemos acerca de cómo y por qué el Alzheimer se desarrolla de la forma en que lo hace. Hay una razón por la cual ciertas áreas del cerebro se dañan y otras no, y aún no sabemos esa razón. Cada misterio que descubrimos con esta enfermedad nos acerca a lo que necesitamos para abordarla», añade.
Hay una razón por la cual ciertas áreas del cerebro se dañan y otras no, y aún no sabemos esa razónProfesor de radiología
La enfermedad de Alzheimer comienza con una proteína cerebral conocida como beta amiloide. La proteína comienza a acumularse en placas dos décadas o más antes de que las personas muestren los primeros signos de problemas neurológicos. Después de años de acumulación de amiloide, comienzan a formarse ovillos de tau, otra proteína cerebral. Poco después, los tejidos en las áreas afectadas comienzan a marchitarse y morir, y comienza el deterioro cognitivo.
Así se hizo el estudio
Para comprender por qué el daño cerebral del Alzheimer ocurre donde ocurre, Gordon y sus colegas, incluida la primera autora Aylin Dincer, técnica en el laboratorio de Gordon, estudiaron a 350 personas que se ofrecen como voluntarias para estudios de memoria y envejecimiento a través de Charles F. and Joanne Knight Alzheimer Disease de la Facultad de Medicina.
Los participantes se sometieron a escáneres cerebrales para que los investigadores pudieran medir la cantidad y la ubicación de las placas de amiloide y los ovillos de tau, y los volúmenes de varias áreas del cerebro.
Los investigadores compararon los patrones de acumulación de proteínas y daño tisular en los voluntarios con los patrones de expresión génica de APOE y otros genes asociados con la enfermedad de Alzheimer, como se muestra en el Allen Human Brain Atlas, un mapa detallado de la expresión génica en el cerebro humano compilado por el Instituto Allen de Ciencias del Cerebro.
«Hubo una coincidencia estrecha entre el lugar donde se ve una expresión alta de APOE y el lugar donde se ven enredos de tau y daño tisular», dijo Gordon, también profesor asistente de ciencias psicológicas y del cerebro. «Y no solo APOE . Si observa, digamos, los 20 genes principales asociados con la enfermedad de Alzheimer, todos se expresan en los lóbulos temporales en patrones similares. Hay algo fundamentalmente diferente en estas regiones que las hace vulnerables al daño cerebral causado por el Alzheimer, y esa diferencia probablemente se origina desde el nacimiento y está influenciada por la genética de una persona».
Todo el mundo porta alguna versión del gen APOE , pero las personas que portan la variante APOE4 tienen hasta doce veces más probabilidades de desarrollar la enfermedad de Alzheimer
Todo el mundo porta alguna versión del gen APOE , pero las personas que portan la variante APOE4 tienen hasta 12 veces más probabilidades de desarrollar la enfermedad de Alzheimer que la población general y a una edad más temprana. Los investigadores del Alzheimer saben desde hace tiempo que APOE4 aumenta la acumulación de beta amiloide en el cerebro de las personas. Al estudiar ratones que desarrollan ovillos tau, pero no placas amiloides, David Holtzman, MD, Barbara Burton y Reuben M. Morriss III Profesor Distinguido de Neurología, y sus colegas demostraron que APOE4 también aumenta el daño debido a tau , incluso sin amiloide presente.
Para evaluar el efecto de la variante de alto riesgo de APOE en el daño cerebral relacionado con tau en las personas, los investigadores clasificaron a cada participante como portador de la variante de alto riesgo o no, y analizaron los grupos de proteínas y la atrofia en sus cerebros.
«Los portadores de APOE4 tienen más probabilidades de comenzar a acumular amiloide, lo que los pone en el camino hacia la enfermedad de Alzheimer», dijo Gordon. «Luego, por la misma cantidad de amiloide, obtienen más ovillos de tau, lo que lleva a una mayor atrofia. Es un doble golpe en el cerebro».
En trabajos futuros, Gordon y sus colegas planean explorar cómo los patrones de expresión génica se relacionan con los patrones de daño de tau en personas con alzhéimer atípico.
«Cuando vemos a alguien que presenta problemas de visión, ¿hay una firma genética específica que corresponda a las áreas que están dañadas en el cerebro?» preguntó Gordon. «Queremos saber por qué algunas personas tienen estos patrones alterados y qué significa sobre cómo se desarrolla la enfermedad de Alzheimer y cómo se puede tratar», concluye.
