El mapa del cervell que ha d'ajudar a trobar l’origen de l'Alzheimer
Un equip nord-americà identifica 300 proteïnes que s'associen a la malaltia
BarcelonaInvestigadors de la prestigiosa Icahn School of Medicine del Mount Sinai, a Nova York, han elaborat el mapa més complet de les proteïnes del teixit cerebral que poden associar-se a la malaltia de l'Alzheimer. Després d'examinar com interactuen més de 12.000 molècules proteiques –que són una mena de nanorobot natural que construeix, repara i regula processos vitals dins del cervell–, n'han identificat fins a 300 que experimenten fallades de comunicació i que es podrien vincular a aquesta neurodegeneració. Aquests centenars de proteïnes gairebé no s'havien estudiat en el context de la demència, i entre elles destaca una alteració que ara els investigadors volen conèixer en profunditat per esbrinar si pot ser un dels orígens de la malaltia. Si això es confirma, afirmen, en un futur es podria obrir una finestra d'investigació que permeti transformar aquests tipus d'error en noves dianes terapèutiques.
En una recerca publicada aquest dijous a la revista Cell, un equip liderat pel director del Centre per al Modelatge Transformador de Malalties de l'Icahn School of Medicine, Bin Zhang, ha examinat mostres de teixit cerebral de gairebé 200 individus amb Alzheimer i sense, i ha descobert que les interrupcions en la comunicació entre neurones i les cèl·lules de suport del cervell anomenades glia –concretament els astròcits i la micròglia– estan estretament vinculades a la malaltia. "El nostre estudi mostra que la pèrdua d'una comunicació saludable entre neurones i cèl·lules glials podria ser una de les principals causes de la progressió de la malaltia", subratlla l'autor principal.
Una proteïna en particular, anomenada AHNAK, va ser identificada com un dels principals impulsors d'aquestes interaccions nocives. En cervells sans, les neurones envien i reben senyals, mentre que les cèl·lules glials exerceixen una funció de suport i les protegeixen. Però en l'Alzheimer aquest equilibri sembla perdre's: les cèl·lules glials esdevenen hiperactives i les neurones menys funcionals, cosa que causa un augment de la inflamació en els teixits cerebrals. “Aquest estudi obre una nova manera de pensar sobre l'Alzheimer, no només com una acumulació de proteïnes tòxiques, sinó com una fallada en la manera com les cèl·lules cerebrals es comuniquen entre elles", resumeix Bin Zhang.
Majoritàriament, la recerca sobre l'Alzheimer s'ha centrat en les plaques de la proteïna beta-amiloide –una substància que s'acumula en grans quantitats i que la ciència considera o bé una de les principals causes o bé un signe evident de l'Alzheimer– i els cabdells neurofibril·lars de la proteïna Tau, una mena de nusos que impedeixen la comunicació entre les neurones. Però segons els investigadors novaiorquesos, aquestes acumulacions per si soles no expliquen tota la història, i això fa que alguns dels tractaments dirigits que existeixen actualment només aportin beneficis modestos.
El punt en què es produeix l'Alzheimer
En aquest sentit, la innovació darrere d'aquest estudi rau en el fet que, a partir de l'enorme quantitat de proteïnes que s'han examinat dins del cervell, s'ha aconseguit quantificar l'expressió de proteïnes a tot el cervell, i això "permet tenir una visió completa de les alteracions i interaccions proteòmiques en l'Alzheimer", afirmen els autors. Amb models computacionals avançats, els investigadors del Mount Sinai van construir xarxes a gran escala per cartografiar com interactuen les proteïnes i, així, van identificar en quin punt la connexió es trenca i es produeix l'Alzheimer. "Això permet descobrir sistemes sencers que fallen, en lloc de centrar-se en una sola molècula", insisteixen. "I sabent on fallen, podem començar a desenvolupar tractaments que retornin el sistema a l'equilibri", afegeix Bin Zhang.
En aquests models, els investigadors van identificar diverses proteïnes que van anomenar “proteïnes clau conductores”, és a dir, que són molècules que semblaven tenir un paper desproporcionat a l'hora de desencadenar o accelerar la malaltia. Els nivells d'AHNAK augmenten a mesura que l'Alzheimer progressa, i això s'associa a una concentració més elevada d'altres proteïnes tòxiques al cervell, com l'amiloide beta i la tau. Per provar-ne l'impacte, van reduir la presència de l'AHNAK en models de cèl·lules cerebrals humanes derivades de cèl·lules mare i van observar una disminució dels nivells de tau i una millora de la funció neuronal. Al laboratori, de fet, els teixits presentaven menys toxicitat i més activitat neuronal, dos signes encoratjadors que els investigadors defensen que podrien conduir-los a restaurar la funció cerebral.
"Aquests resultats suggereixen que AHNAK podria ser un objectiu terapèutic prometedor”, afirma la coautora principal Dongming Cai, professora de neurologia i directora del Grossman Center for Memory Research and Care a la Universitat de Minnesota. I com que s'han identificat 300 proteïnes que gairebé no s'havien estudiat en el context de la malaltia, els investigadors asseguren que la seva explotació pot obrir noves línies de recerca per a la consecució de nous fàrmacs.
Els mateixos investigadors admeten que calen més estudis per investigar l'AHNAK i altres proteïnes clau en sistemes vius, però les dades completes d'aquest estudi ja s'han publicat en obert per a investigadors d'arreu del món.