¿Sistema de Alerta Temprana? | Escuela Médica de Harvard

La acumulación de proteínas beta-amiloide y tau en el cerebro está relacionada con la enfermedad de Alzheimer, y ahora la investigación muestra que dicha acumulación puede interrumpir las conexiones entre las estructuras cerebrales importantes para la memoria.

El nuevo estudio, dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard y el Hospital General de Massachusetts y publicado el 5 de abril en PNAS, reveló que estas conexiones interrumpidas estaban presentes años antes de que se observaran signos de deterioro cognitivo. Los investigadores esperan que sus hallazgos puedan eventualmente conducir a estrategias para la detección temprana de la enfermedad de Alzheimer.

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Durante años, los investigadores han sabido que las patologías de amiloide-β y tau, las características distintivas de la enfermedad de Alzheimer, pueden causar la muerte de las neuronas, las células más abundantes del cerebro, lo que eventualmente conduce al deterioro y la demencia.

“Pero no sabíamos cómo las conexiones del cerebro responden a la acumulación de estas proteínas muy temprano en el proceso de la enfermedad, incluso antes de los síntomas”, dijo el autor principal. Yakeel Quirozprofesor asociado de psicología de HMS en el Departamento de Psiquiatría de Mass General y director del Laboratorio de Neuroimagen de Demencia Familiar y del Programa Multicultural de Prevención del Alzheimer en Mass General.

Para aprender más sobre este fenómeno, Quiroz y sus colegas estudiaron los cerebros de personas de una familia numerosa con más de 6.000 miembros vivos de Antioquia, Colombia, que tienen una alta prevalencia de la enfermedad de Alzheimer.

Quiroz y sus colegas han formado una relación única con esta familia, creando la Estudio Columbia-Boston en 2015 para obtener más información sobre cómo progresa la enfermedad de Alzheimer antes de que surja el deterioro cognitivo y para encontrar biomarcadores sensibles para predecir quién tiene un alto riesgo de demencia.

Es casi seguro que los miembros de la familia con la mutación conocida como Presenilin-1 E280A desarrollen la enfermedad de Alzheimer, y generalmente muestran signos de deterioro cognitivo leve a los 44 años y demencia a los 49 años.

Previamente, el equipo de investigación mostró que estos individuos exhiben altos niveles de proteína amiloide-β casi dos décadas antes del inicio del deterioro cognitivo leve y patología tau cerca de seis años antes del inicio.

“Estudiar esta población única realmente puede ayudarnos a comprender cómo las patologías de amiloide-β y tau podrían afectar la forma en que el cerebro se comunica años antes de que las personas desarrollen demencia”, dijo el coautor principal. Edmarie Guzmán-Vélezun instructor HMS en psicología en el Departamento de Psiquiatría de Mass General.

En el nuevo estudio, el equipo usó tomografía por emisión de positrones para amiloide-β y tau e imágenes de resonancia magnética funcional para estudiar cómo las patologías de la enfermedad de Alzheimer se relacionan con la conectividad de las regiones y redes del cerebro en individuos que aún no tenían síntomas cognitivos.

Los investigadores utilizaron resonancia magnética funcional para examinar regiones del cerebro a nivel de vóxel, similar a píxeles que representan unidades 3D que abarcan millones de células cerebrales, para observar la conectividad dentro y entre diferentes redes cerebrales.

Aprendieron que aquellos que portaban la mutación mostraban interrupciones en la conexión en la red de memoria principal del cerebro años antes del inicio del deterioro cognitivo.

Los investigadores también desarrollaron un enfoque matemático novedoso que combina resonancia magnética funcional e imágenes moleculares para ver con mayor claridad cuándo las regiones del cerebro comienzan a desconectarse durante el proceso de la enfermedad.

“Este enfoque matemático mostró cómo la desconectividad funcional de una red de memoria se explicaba por las primeras etapas de la patología tau”, dijo el coautor principal. Ibai Díazun instructor de HMS en radiología en Mass General.

Estos hallazgos sugieren que las desconexiones funcionales son evidentes una vez que tau comienza a acumularse en el cerebro y antes de que se detecte la atrofia cerebral, un signo de neurodegeneración.

“Este descubrimiento mejora nuestra comprensión de cómo [Alzheimer’s disease] la patología relacionada altera la organización funcional del cerebro años antes de que ocurra el deterioro cognitivo”, dijo Quiroz.

“Estos hallazgos son emocionantes porque también sugieren que la fMRI podría usarse en el futuro para identificar a las personas que ya pueden tener [Alzheimer’s disease] patología en su cerebro y pueden desarrollar demencia en el futuro, aunque aún se necesita más investigación”.

Los investigadores esperan que esta información resalte la importancia de desarrollar ensayos preclínicos y clínicos para la enfermedad de Alzheimer, en particular aquellos que se centren en la prevención de la enfermedad.

“Ahora sabemos que están sucediendo muchas cosas en el cerebro de las personas en riesgo. [for Alzheimer’s disease], incluso antes de los signos de deterioro de la memoria”, dijo Quiroz. “Esperamos que hallazgos como estos puedan mejorar nuestra comprensión de los estudios preclínicos. [Alzheimer’s disease] y ayudar a mejorar la selección de aquellos que se beneficiarían más de participar en ensayos clínicos”.

Otros autores del artículo incluyen a Dorothee Schoemaker, Enmanuelle Pardilla-Delgado, Clara Vila-Castelar, Joshua Fox-Fuller, Reisa Sperling, Keith Johnson y Jorge Sepulcre de HMS, y Ana Baena y Francisco Lopera de la Universidad de Antioquia.

El financiamiento fue proporcionado por los Institutos Nacionales de Salud (K23AG061276; R01 AG054671; F31AG06215801A1; R01 AG061811; R01 AG061445; 3T32HL007901-19S1), la Asociación de Alzheimer (2019A005859), la Asociación Estadounidense del Corazón (20POST35110047), la Québec du (254389), el Comité Ejecutivo de Investigación de Mass General y un Premio Académico de Investigación de Mass General.

Adaptado de un Misa General comunicado de prensa.

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