¿Son defectos en las mitocondrias el origen del alzhéimer?
El alzhéimer es la única enfermedad incluida en la ‘lista de patologías más letales’ que, aún a día de hoy, no se puede prevenir, tratar o curar. De hecho, ni siquiera se sabe cómo se origina. El alzhéimer es una consecuencia de la destrucción progresiva de las neuronas cerebrales, pero a pesar de la infinidad de investigaciones desarrolladas aún no se ha identificado cuál es la causa de esta ‘neurodegeneración’. O así ha sido hasta ahora.
Y es que como muestra un estudio dirigido por investigadores de la Universidad Estatal de Arizona (EE.UU.), parece que el alzhéimer podría originarse por la presencia de una forma de proteína beta-amiloide que, denominada ‘oligómero beta-amiloide’ y altamente tóxica, altera el funcionamiento normal de las mitocondrias, lo que desencadena una cascada de reacciones que dan lugar al desarrollo del alzhéimer muchas décadas antes de que aparezcan los síntomas. Pero también hay buenas noticias: este deterioro de las mitocondrias neuronales se puede prevenir con la administración de un nuevo compuesto.
Como explica Diego Mastroeni, director de esta investigación publicada en la revista «Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association», «las mitocondrias son la fuente principal de energía en las neuronas cerebrales, y las deficiencias en el metabolismo de la energía han demostrado ser uno de los primeros eventos en la biopatología de la enfermedad de Alzheimer. En este contexto, nuestros hallazgos refuerzan las evidencias sobre la toxicidad de los oligómeros beta-amiloide sobre las mitocondrias de las neuronas y llaman la atención sobre la importancia del empleo de compuestos protectores frente a esta toxicidad».
La teoría más ampliamente aceptada dicta que el alzhéimer es consecuencia de la acumulación en el cerebro de ovillos neurofibrilares de proteína tau –a nivel intracelular– y de placas de proteína beta-amiloide –extracelulares–. Sin embargo, no está muy claro que estas placas de beta-amiloide sean realmente responsables de la aparición de la enfermedad. O lo que es lo mismo, de la destrucción temprana de las neuronas cerebrales, muy especialmente de aquellas en el hipocampo, el neocórtex y demás regiones cerebrales subcorticales implicadas en las funciones cognitivas. No en vano, las autopsias han revelado que muchos pacientes fallecidos con alzhéimer grave no presentaban placas de beta-amiloide en sus cerebros. Y por el contrario, que muchas personas sin la enfermedad habían acumulado unas concentraciones desmesuradas de estas placas. Una realidad que podría explicar por qué la infinidad de fármacos desarrollados para actuar sobre estas placas no han tenido ningún éxito en el tratamiento de la enfermedad.
Como apuntan los autores, «cada vez es más aparente que tanto las placas como los ovillos neurofibrilares son unos participantes ‘tardíos’ en la devastadora secuencia de eventos que concluye en la enfermedad de Alzheimer».
Entonces, ¿dónde se inicia esta ‘devastadora secuencia’? Pues para averiguarlo, los autores se centraron en la ‘hipótesis de la cascada mitocondrial’, según la cual la función de las mitocondrias –esto es, los orgánulos celulares responsables de la producción de energía que requieren las células–, si bien se ve naturalmente deteriorada con el envejecimiento, se ve absolutamente ‘devastada’ por la presencia del péptido beta-amiloide, sobre todo en forma de oligómeros –una forma ‘intermedia’ entre los péptidos y las placas, que pueden llegar a contener más de un millón de unidades de estos péptidos–. De hecho, el alzhéimer se caracteriza por un grave déficit metabólico, lo que señalaría a las mitocondrias como uno de los principales participantes en los procesos iniciales de la enfermedad.
En el estudio, los autores analizaron las neuronas piramidales tomadas de los hipocampos de pacientes fallecidos por el alzhéimer. Y lo que vieron es una reducción muy significativa de la expresión de un gran número de genes mitocondriales. Pero esta disminución en la función de las mitocondrias, ¿está realmente causada por la toxicidad de los oligómeros beta-amiloide? Pues sí. Los autores realizaron un segundo experimento con cultivos celulares de neuroblastoma. Y tras añadirles el oligómero, observaron de nuevo una acusada reducción de la expresión de genes mitocondriales.
Entonces, si son tan tóxicos, ¿estos oligómeros beta-amiloide no ‘deberían’ destruir todo el cerebro? Pues no. Como indican los autores, «no todos los tipos de células del sistema nervioso ‘padecen’ la disfunción mitocondrial por la exposición a los oligómeros beta-amiloide. Los astrocitos del hipocampo y las células de la microglía tomadas de los cerebros de los mismos pacientes fallecidos por alzhéimer no mostraron una reducción de su función mitocondrial».
Prevenir la neurodegeneración
El cerebro solo supone el 2% del peso corporal de los animales. Sin embargo, requiere hasta un 20% del consumo total de oxígeno del organismo. Y es que para llevar a cabo la transmisión de los impulsos eléctricos que posibilitan el funcionamiento del organismo, las neuronas, en su conjunto, consumen unas cantidades descomunales de energía. Tal es así que en caso de falta de energía –como sería la ausencia de oxígeno o la privación de glucosa, incluso en periodos muy breves–, las neuronas mueren. De ahí la importancia, capital, de las mitocondrias, no solo responsables de conseguir la energía para las neuronas, sino también de activar la apoptosis –o ‘muerte celular programada’– cuando las condiciones son adversas. Una situación que, según las nuevas evidencias, se presenta cuando se acumulan los oligómeros de beta-amiloide.
Sin embargo, parece ser que esta degeneración mitocondrial, y por ende neuronal, causada por los oligómeros se puede prevenir. Los autores utilizaron cultivos de neuronas humanas y les administraron un análogo de la coenzima Q10 –o ‘CoQ10’, un compuesto estructural capaz de potenciar la producción de ATP, esto es, de energía, y de limitar el estrés oxidativo– antes de su exposición a los oligómeros de beta-amiloide. ¿Y qué pasó? Pues que este análogo artificial preservó la función mitocondrial de las neuronas incluso en presencia de los oligómeros. Es decir, es capaz de proteger a las células y evitar su degeneración.
Como concluye Diego Mastroeni, «nuestro estudio identifica el déficit mitocondrial causado por la exposición a los oligómeros de beta-amiloide como una vía prometedora para las investigaciones futuras en la lucha contra esta devastadora enfermedad».
