PUBLICADO EN 'JOURNAL OF NEUROSCIENCE'

Las lesiones cerebrales aceleran la demencia al dañar el sistema de eliminación de residuos del cerebro

JANO.es · 03 diciembre 2014

Un estudio revela cómo estas lesiones activan una serie de acontecimientos que, en última instancia, provocan que las proteínas tau se extiendan por el cerebro hasta alcanzar niveles tóxicos.

La lesión cerebral traumática puede interrumpir la función del sistema de eliminación de residuos del cerebro y, cuando esto ocurre, las proteínas tóxicas pueden acumularse en el cerebro, preparando el escenario para la aparición de enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer y la encefalopatía traumática crónica, según revela un estudio cuyos resultados se publican en Journal of Neuroscience.

"Sabemos que la lesión cerebral traumática durante los primeros años de vida es un factor de riesgo para el desarrollo temprano de la demencia en las décadas siguientes", afirma Maiken Nedergaard, codirectora del Centro de Neuromedicina de la Universidad de Rochester, en Nueva York, Estados Unidos, y autora principal del trabajo. "Este estudio muestra que estas lesiones activan una cascada de acontecimientos que dañan la capacidad del cerebro para eliminar los residuos, lo que permite a las proteínas tau extenderse por todo el cerebro y, finalmente, llegar a niveles tóxicos", detalla.

Los hallazgos, últimos de una serie que está cambiando la forma en la que los científicos entienden los trastornos neurológicos, tienen su origen en un estudio publicado en 2012 en el que Nedergaard y sus colegas describieron un sistema hasta ahora desconocido de la eliminación de desechos, bautizado como sistema glinfático.

El cerebro está esencialmente cerrado al resto del cuerpo por un complejo sistema de puertas de enlace molecular, llamado barrera sangre-cerebro, que controla lo que entra y sale. Como sucede en el resto de órganos, la eliminación idónea de los residuos del cerebro es esencial para prevenir la acumulación incontrolada de proteínas tóxicas y otros desechos, pero hasta hace poco no estaba claro de qué modo realizaba el cerebro esta tarea.

Nedergaard y sus colegas demostraron que los ratones, cuyos cerebros son muy similares a los humanos, poseen lo que equivale a un sistema de tuberías en los vasos sanguíneos para bombear fluido cerebroespinal o líquido cefalorraquídeo (CSF, por sus siglas en inglés), el líquido que rodea el cerebro, a través del tejido cerebral, lavando los residuos procedentes de los espacios entre las células del cerebro.

Estudios recientes han demostrado que el sistema glinfático está más activo durante el sueño, lo que puede explicar por qué el sueño es tan refrescante para la mente y que su función disminuye con la edad. "El fracaso del sistema glinfático puede ser una de las razones por las que el envejecimiento del cerebro es tan vulnerable a enfermedades como el Alzheimer", plantea Jeffrey Iliff, coautor del estudio, miembro del equipo de investigación de Nedergaard, y profesor asistente en la 'Oregon Health Sciences University', Estados Unidos.

"Es sorprendente que los mismos cambios que vemos en el envejecimiento del cerebro se reflejan en el cerebro joven después de una lesión cerebral traumática. Esto sugiere que estos eventos pueden ser el nexo común para la neurodegeneración entre lo que ocurre en los ancianos y lo que sucede después de un trauma cerebral", añade.

La nueva investigación se centra en el impacto que la lesión cerebral traumática tiene sobre el sistema glinfático. Se ha observado que la proteína tau desempeña un papel importante en el daño a largo plazo en el cerebro después de un trauma. Esta proteína ayuda a estabilizar las fibras o los axones que las células nerviosas envían para comunicarse con sus vecinas.

Sin embargo, durante el trauma, un gran número de estas proteínas se separan de los axones y van a la deriva por el espacio entre las células del cerebro. Una vez separadas de las células nerviosas, estas proteínas se sienten atraídas unas por otras y, con el tiempo, forman 'nudos' cada vez más grandes que pueden llegar a ser tóxicos para la función cerebral.

La lesión provoca problemas en el sistema glinfático

En circunstancias normales, el sistema glinfático es capaz de limpiar las tau extraviadas del cerebro. Sin embargo, cuando los investigadores estudiaron los cerebros de ratones con lesión cerebral traumática, encontraron que el trauma dañó el sistema glinfático, específicamente la capacidad de los astrocitos, una célula de apoyo que se encuentra en el cerebro, para regular el proceso de limpieza.

Los astrocitos desempeñan un papel crítico en la organización del flujo del CSF en el cerebro. Las ramificaciones de las células encierran los vasos sanguíneos del cerebro creando un espacio, principalmente un tubo dentro de otro tuvo, en el que CSF puede seguir el camino de los vasos sanguíneos y fluir en el interior del cerebro.

Las ramas de los astrocitos que forman la 'tubería' exterior están revestidos con un número masivo de estructuras conocidas como canales de agua o acuaporinas que ayudan a asegurar el paso eficiente de CSF a largo de los vasos sanguíneos dentro y fuera del cerebro. Los investigadores observaron que después de una lesión cerebral traumática, las acuaporinas pierden su organización, impidiendo el flujo del CFS en el cerebro.

"Con el fin de limpiar los residuos, el sistema glinfático debe bombear CFR a través del cerebro -relata Nedergaard-. Este estudio parece indicar que el sistema es muy delicado y que pequeños cambios en la organización de los canales de agua pueden hacer que se pierda la función".

Mucho tiempo después de la lesión, los investigadores observaron que no se estaba eliminando el exceso de tau de los cerebros de los animales y que tau había comenzado a agregarse a todo el cerebro. En los animales con discapacidad en los canales de agua acuaporina, la proteína tau se acumuló mucho más rápidamente.

En una serie de experimentos para poner a prueba la memoria y habilidades cognitivas de los animales, los investigadores vieron que aquellos con lesión cerebral traumática realizaron mucho peor los tests que los controles y no mostraron ninguna mejora con el tiempo.