Descubren cómo los astrocitos cambian el cerebro en personas con alzhéimer

Los astrocitos, un tipo de célula del sistema nervioso del cerebro, cambian en las personas con alzhéimer para intentar adaptarse al entorno tóxico derivado de la enfermedad, empeorando su progresión.

Lo ha descubierto un grupo internacional de investigadores liderado por el Instituto de Neurociencias (INc) de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), que ha analizado los genes que se expresan en neuronas y astrocitos a partir de datos de 800 personas fallecidas, comparando lo que pasa en pacientes de alzhéimer y en personas sin demencia diagnosticada.

"Pese a que el alzhéimer es una de las enfermedades más estudiadas por su alta prevalencia, todavía se desconocían los cambios moleculares que provocan que los astrocitos se transformen en los denominados astrocitos reactivos y provoquen un cambio morfológico muy pronunciado en respuesta a una situación de estrés", ha explicado la investigadora del INc Elena Galea.

También se desconocía por qué las neuronas de los cerebros enfermos tienen dificultades para comunicarse entre ellas o con los mismos astrocitos.

Ahora, en esta investigación, que publica la revista "Neurobiology of disease", han analizado los datos genéticos de muestras "post mortem" de cerebros de 800 personas y han comprobado las diferencias entre la expresión genética en astrocitos y neuronas de cerebros con la enfermedad y en las células de cerebros de personas sin un diagnóstico de demencia.

Las muestras provienen del portal Alzheimer Disease Knowledge y han sido generadas por tres clínicas americanas: el Mount Sinai Hospital, el Mayo Clinic y el Religious Order Study Memory and Aging Project.

Los investigadores han estudiado el conjunto de moléculas de ARN, o transcriptoma celular, que sirve para determinar, de todos los genes, cuáles se están expresando y en qué medida.

"Mediante el estudio del transcriptoma podemos ver si hay genes silenciados o sobreexpresados, y podemos entender qué está pasando dentro de las neuronas y astrocitos", ha detallado Galea.

Los resultados han mostrado una elevada heterogeneidad genética entre personas con el mismo diagnóstico clínico, y también que más de la mitad de los que no tenían diagnóstico de demencia tienen un perfil molecular de alzhéimer, caracterizado por la disminución de la expresión de genes sinápticos como consecuencia del daño y la muerte de las neuronas.

"Esto podría indicar que estas personas estaban en un estadio muy temprano de la enfermedad, todavía sin síntomas, y reforzaría la idea de que el diagnóstico clínico ha de complementarse con la búsqueda de marcadores moleculares, como proteínas de sinapsis neuronales, para determinar la fase en la que se encuentra el paciente", según Lydia Giménez-Llort, investigadora del Departamento de Psiquiatría y Medicina Legal de la UAB y del INc.

"En este sentido, estamos trabajando junto con la Fundación Pasqual Maragall para detectar proteínas de los astrocitos en la sangre de pacientes con alzhéimer preclínico", ha añadido Galea.

El estudio también muestra cómo a medida que avanza la enfermedad los astrocitos disminuyen la expresión de aquellos genes que codifican para proteínas mitocondriales, hecho que impide que las mitocondrias de estas células (orgánulos básicos para la energía celular) puedan funcionar bien.

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.

"Consideramos que esta adaptación que hacen los astrocitos contribuye a empeorar la enfermedad y podría ser un punto clave para prevenir su progreso", según Galea.

Según los investigadores, el estudio es el análisis transcriptómico más completo de astrocitos humanos en la enfermedad de Alzheimer hecho hasta ahora y es de gran relevancia por la cantidad de muestras analizadas y porque abre la puerta a desarrollar terapias dirigidas a proteger la función de las mitocondrias astrocitarias.