Estimular con luz y el sonido simultáneos en determinados puntos del cerebro reduce el amiloide del Alzheimer

Publicado 23/10/2019 7:26:38CET
Las placas de amiloide (en rojo) salpican el cerebro de un modelo de ratón con enfermedad de Alzheimer. Los científicos han encontrado que un antidepresivo puede reducir la producción del componente primario en estas placas.
Las placas de amiloide (en rojo) salpican el cerebro de un modelo de ratón con enfermedad de Alzheimer. Los científicos han encontrado que un antidepresivo puede reducir la producción del componente primario en estas placas. - JOHN CIRRITO, PH.D. - Archivo

   MADRID, 23 Oct. (EUROPA PRESS) -

   Desde que su laboratorio descubrió que exponer a ratones modelo de la enfermedad de Alzheimer a un parpadeo ligero a la frecuencia de un ritmo cerebral clave podría detener la patología del trastorno, la neurocientífica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) Li-Huei Tsai y su equipo del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria han estado trabajando para comprender qué puede significar el fenómeno tanto para combatir la enfermedad como para comprender cómo funciona el cerebro.

   Dos documentos publicados a principios de este año en las revistas 'Cell' y 'Neuron' replicaron y ampliaron sustancialmente los hallazgos iniciales publicados en 'Nature' en 2016 y recientemente comenzaron los ensayos clínicos con voluntarios humanos.

   En una conferencia especial en la Reunión Anual de la Sociedad de Neurociencia en Chicago, Tsai ha compartido las últimas actualizaciones de investigación sobre lo que ha encontrado acerca del uso de luz y sonido para fortalecer el ritmo "gamma" del cerebro de 40Hz, una técnica que ella llama GENUS.

   "Estamos ansiosos por aprender todo lo que podamos sobre GENUS", reconoce Tsai, profesora de Neurociencia en el Departamento de Ciencias Cerebrales y Cognitivas y fundadora de la Iniciativa de Envejecimiento Cerebral del MIT.

   "Esperamos que nuestros hallazgos en ratones se traduzcan en ayudar a las personas con la enfermedad de Alzheimer, aunque ciertamente es demasiado pronto para saberlo y muchas cosas que han funcionado en ratones no han funcionado en las personas --advierte--. Pero también puede haber implicaciones interesantes para la neurociencia fundamental en la comprensión de por qué estimular un ritmo específico a través de la luz o el sonido puede causar cambios profundos en múltiples tipos de células en el cerebro".

   En 2016, Tsai y sus colegas mostraron que los ratones modelo de la enfermedad de Alzheimer expuestos a un parpadeo ligero a 40 Hz durante una hora al día durante una semana tenían una acumulación significativamente menor de proteínas amiloides y tau, distintivas del Alzheimer, en la corteza visual, la región del cerebro que procesa la vista.

   Pero el estudio planteó nuevas preguntas: ¿podría GENUS prevenir la pérdida de memoria? ¿Podría prevenir la pérdida de neuronas? ¿Llega a otras áreas del cerebro? ¿Y podrían otros sentidos ser estimulados para un efecto beneficioso?

   Los nuevos estudios abordaron esas preguntas. En marzo, el equipo informó que la estimulación sonora redujo el amiloide y la tau no solo en la corteza auditiva, sino también en el hipocampo, una región crucial para el aprendizaje y la memoria.

   Los ratones expuestos a GENUS también tuvieron un rendimiento significativamente mejor en las pruebas de memoria que los ratones control no estimulados. Mientras tanto, la luz y el sonido simultáneos redujeron el amiloide a través de la corteza, incluida la corteza prefrontal, un lugar donde reside la cognición.

   En mayo, otro estudio informó avances similares al exponer ratones modelo de Alzheimer a la luz durante 3 o 6 semanas. Los aumentos coordinados en la potencia del ritmo gamma fueron evidentes en los cerebros de los ratones expuestos a GENUS. Memoria mejorada en comparación con los controles. Sobrevivieron más neuronas y mantuvieron más conexiones de circuito, llamadas sinapsis.

   Animado por los resultados, el laboratorio ha comenzado los ensayos en humanos y también ha estado trabajando para comprender los mecanismos subyacentes a los cambios que ven. La investigación ha revelado que los ritmos cerebrales parecen ejercer una gran influencia sobre la actividad de múltiples tipos de células en el cerebro.

   Los neurocientíficos conocen los ritmos desde hace más de un siglo, pero solo recientemente han comenzado a reconocer que podrían afectar el funcionamiento del cerebro. Gamma está asociado con funciones cerebrales como el procesamiento sensorial, la memoria de trabajo y la navegación espacial, pero los científicos han debatido durante mucho tiempo si son consecuencia o meros subproductos.

   Pero Tsai describe cómo sus estudios muestran que el aumento de la potencia gamma y la sincronía con la estimulación sensorial provoca cambios en las neuronas, las células inmunes del cerebro llamadas microglia y la vasculatura del cerebro. Estos cambios pueden ser "firmas" del significado de gamma, dice.

   El aumento del poder gamma hace que las neuronas reduzcan el procesamiento de la proteína precursora amiloide y también cambia la fisiología endosómica, según el equipo. En los ratones modelo de Alzheimer, la expresión del gen neuronal relacionada con la función sináptica y el transporte bioquímico dentro de las células se reduce, pero con la exposición GENUS, la expresión del gen relacionada con esas funciones mejora.

   La microglia también experimenta cambios importantes después de la exposición GENUS, los tres estudios han encontrado. La expresión génica se vuelve menos inflamatoria y más consistente con la captura y eliminación de amiloide. De hecho, cazan amiloide de manera más efectiva, muestran los datos, y secretan menos de un marcador inflamatorio.

   El estudio de marzo con estimulación de audio mostró que en medio de la exposición GENUS, los vasos sanguíneos en el cerebro se expanden y más amiloide se ubica junto con una proteína que atrae amiloide a los vasos.

   Los resultados sugieren que el aumento de la potencia gamma puede ayudar a impulsar un mecanismo para eliminar el amiloide del cerebro. En varios experimentos nuevos, dice Tsai, el laboratorio continúa estudiando estos cambios mecanicistas subyacentes.

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