La capacidad del cerebro para eliminar una proteína estrechamente relacionada con la enfermedad de Alzheimer está ligada a nuestro ciclo circadiano, según una investigación publicada hoy en PLOS Genetics. La investigación subraya la importancia de los hábitos de sueño saludables para evitar que la proteína amiloide-beta 42 (AB42) forme grumos en el cerebro y abre un camino a posibles terapias para el Alzheimer. “La regulación circadiana de las células inmunitarias juega un papel en la intrincada relación entre el reloj circadiano y la enfermedad de Alzheimer”, dijo Jennifer Hurley, experta en ritmos circadianos y profesora asociada de ciencias biológicas en el Instituto Politécnico Rensselaer. “Esto nos dice que un patrón de sueño saludable podría ser importante para aliviar algunos de los síntomas de la enfermedad de Alzheimer, y este efecto beneficioso podría ser impartido por un tipo de célula inmunitaria llamada macrófagos/microglía”. La investigación se llevó a cabo en el Centro Rensselaer de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios, que se enfoca en las enfermedades neurodegenerativas. El Dr. Hurley trabajó con los profesores de Rensselaer, Robert Linhardt, un experto en glicanos e inventor de la heparina sintética, y Chunyu Wang, cuya investigación en curso ha detallado varios mecanismos en la producción y propagación de proteínas implicadas en el Alzheimer. “Esta información revela un nuevo mecanismo y camino para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer a través de un enfoque interdisciplinario, y es emblemático de la fortaleza de CBIS en investigación y descubrimiento y proporciona un nuevo ángulo para la salud y el bienestar humanos”, dijo Deepak Vashishth, director del CBIS. El sistema circadiano está compuesto por un conjunto central de proteínas de reloj que anticipan el ciclo día/noche provocando oscilaciones diarias en los niveles de enzimas y hormonas, afectando en última instancia parámetros fisiológicos como la temperatura corporal y la respuesta inmunitaria. La interrupción del sistema circadiano se asocia cada vez más con enfermedades como la diabetes, el cáncer y el Alzheimer. Un signo revelador de la enfermedad de Alzheimer son las placas, grupos extracelulares de AB42 en el cerebro. Los macrófagos (conocidos como microglia cuando residen en el cerebro), que son células inmunitarias que buscan y destruyen material no deseado, eliminan AB42 del cerebro al ingerirlo en un proceso llamado fagocitosis. En una investigación anterior, el Dr. Hurley y sus colaboradores del Royal College of Surgeons de Irlanda investigaron el control circadiano de los macrófagos y recopilaron un conjunto de datos exhaustivo que hizo posible ver qué proteínas y ARN de macrófagos oscilan con un ritmo circadiano. Los investigadores notaron oscilaciones en las enzimas que ayudan a producir dos proteínas en la superficie de las células de los macrófagos, el proteoglicano de sulfato de heparán y el proteoglicano de sulfato de condroitina, los cuales se sabe que desempeñan un papel en la regulación de la eliminación de AB42. ¿Podrían estos proteoglicanos de la superficie celular ser un vínculo entre el sistema circadiano y el Alzheimer? En una serie de elegantes experimentos que probaron esta hipótesis, el equipo estableció que la cantidad de AB42 ingerida por macrófagos sanos oscila con un ritmo circadiano diario. Ese patrón no ocurrió en los macrófagos sin un reloj circadiano. También midieron las oscilaciones diarias en los niveles de proteoglicanos de sulfato de heparán y proteoglicanos de sulfato de condroitina producidos en la superficie de las células macrófagas con ciclos circadianos saludables. El aclaramiento máximo de AB42 se produjo cuando la producción de proteoglicanos de células superficiales estaba en su nivel más bajo, y la eliminación de estos proteoglicanos aumentó la ingestión, lo que sugiere que los proteoglicanos inhiben el aclaramiento de AB42. “Lo que está claro es que todo esto está cronometrado por el reloj circadiano”, dijo el Dr. Hurley. “Cuando hay muchos de estos proteoglicanos en la superficie celular, los macrófagos no ingieren el AB42. No estamos seguros de por qué, pero definitivamente hay una relación”. Esa relación podría usarse para desarrollar terapias que fomentarían una mayor eliminación de AB42, tal vez aumentando la amplitud de las oscilaciones diarias, que tienden a disminuir a medida que envejecemos. “En teoría, si pudiéramos aumentar ese ritmo, tal vez podríamos aumentar la eliminación de AB42 y prevenir daños al cerebro”, dijo el Dr. Hurley. En Rensselaer, Hurley, Linhardt y Wang se unieron a la investigación de Gretchen T. Clark, Yanlei Yu, Cooper A. Urban, Fuming Zhang y Guo Fu, quien ahora se encuentra en la Academia de Ciencias de China. “Control circadiano de los niveles de sulfato de heparán por fagocitosis de agregados beta amiloide” se produjo con el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Warren Alpert.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Instituto Politécnico Rensselaer. Original escrito por Mary L. Martialay. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.