EUROPA PRESS

14 septiembre 2023

Cómo contribuyen las infecciones al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer

Investigadores de la Facultad de Medicina de Universidad Drexel, en Estados Unidos, han recabado más pruebas a la posibilidad de que el desarrollo de un patobioma en el cerebro pueda causar algunas formas de Alzheimer y demencias relacionadas, según publican en la revista 'Frontiers in Cellular and Infection Microbiology'.

El microbioma humano incluye el material genético de más de 100 billones de microorganismos diminutos, hongos, levaduras, bacterias e incluso virus, la mayoría de los cuales merodean por nuestro tracto gastrointestinal como guardianes de nuestra salud. Pero cuando un microbioma sano da paso a un desequilibrio, un patobioma, pueden producirse numerosos problemas de salud, desde artritis reumatoide hasta vaginosis bacteriana.

Cuando los biomas se vuelven insalubres, ya sea por la invasión de patógenos externos o por un cambio importante en el número relativo de especies microbianas presentes, se produce una disbiosis o desequilibrio en la microbiota. Esta disbiosis puede alterar el metabolismo humano y causar inflamación, que se ha relacionado con el daño tisular observado en la colitis ulcerosa, la artritis reumatoide y muchas otras enfermedades inflamatorias crónicas.

Los investigadores de Drexel estudiaron 130 muestras de cerebros donados de 32 personas (16 con Alzheimer y 16 controles de la misma edad sin la enfermedad) y hallaron flora bacteriana en todos los cerebros, pero los cerebros con Alzheimer mostraban perfiles bacterianos muy diferentes a los de los controles de la misma edad.

El grupo utilizó la secuenciación genética del ARN ribosómico 16s de longitud completa, una técnica que permite detectar todas y cada una de las especies bacterianas presentes en una muestra. En este proceso, los investigadores identificaron conjuntos de bacterias específicos de la enfermedad en casi todos los cerebros afectados por el Alzheimer, lo que sugiere que estos grupos de bacterias son fuertes predictores de la enfermedad.

Detectaron cinco microbiomas cerebrales, cuatro de los cuales se supone que estuvieron presentes en distintos momentos de la evolución de los cerebros afectados por el Alzheimer. Según los autores, es probable que los microbiomas observados en el Alzheimer evolucionen y se vuelvan más patógenos a medida que avanza la enfermedad, caracterizándose las últimas fases como un patobioma.

La hipótesis de los autores es que el cerebro comienza con un bioma sano, pero a medida que se desarrolla la enfermedad, el bioma sano es suplantado por un nuevo conjunto de microbios que sustituyen a los sanos originales, con la eventual aparición del patobioma del Alzheimer.

Las muestras de ambos conjuntos de muestras cerebrales se extrajeron de los lóbulos frontal y temporal y del córtex entorrinal. Basándose en la distribución aleatoria de los microbiomas que requerían suministro por todo el cerebro, los resultados eran coherentes con un fallo en una o más de las redes cerebrales.

Sin embargo, es demasiado pronto para saber si los patrones de distribución observados son el resultado de una barrera hematoencefálica permeable, del sistema glinfático del cerebro o de la transmisión sinaptonemal que permitió la entrada en el cerebro de bacterias como 'Cutibacterium acnes' (antes llamada 'Proprionibacterium acnes'), 'Methylobacterium', 'Bacillus', 'Caulobacter', 'Delftia' y 'Variovora'.

Los investigadores observaron que, en las muestras de cerebro con Alzheimer, estas bacterias patógenas parecían haber superado y sustituido a las bacterias 'Comamonas sp.', asociadas a un cerebro sin demencia.

"Quizá la destrucción de las bacterias Comamonas, que forman parte de un microbioma cerebral sano, sea la primera señal de una demencia inminente, comenta el doctor Garth D. Ehrlich, profesor de la Facultad de Medicina y autor principal del estudio. Ahora estamos formulando las preguntas que guiarán futuros estudios, pero las hipótesis son muchas. El culpable podría ser una bacteria u otra cosa, como hongos, parásitos o virus, al mismo tiempo".

Cuando un paciente tiene Alzheimer, experimenta una inflamación en el cerebro caracterizada por depósitos de beta amiloide que se forman por un aumento de la producción del péptido Abeta (un péptido antimicrobiano, que forma parte de la respuesta inmunitaria innata) que da lugar a placas amiloides en el cerebro.

Del mismo modo, el Alzheimer se caracteriza por los ovillos de proteína tau que se encuentran con las células y que se caracterizan por una fosforilación anormal que, en última instancia, conduce a la destrucción de sinapsis y neuronas, pero que también se ha demostrado que ayudan a detener la propagación de patógenos en el cerebro.

Estas patologías orientadas a las proteínas, conocidas como la "hipótesis de la cascada amiloide", han sido el principal foco de atención de la investigación sobre el Alzheimer durante décadas.

Recientemente, algunos estudios están cuestionando ese modelo al sugerir un papel de las bacterias, los hongos y los virus, así como de la inflamación del sistema inmunitario y del cerebro, lo que algunos investigadores denominan la "hipótesis de los patógenos".

"Múltiples estudios han demostrado la presencia de bacterias en los cerebros afectados por el Alzheimer, afirma el doctor Jeffrey Lapides, profesor adjunto de la Facultad de Medicina y autor principal del estudio. Quizá las placas, cuyos componentes tienen propiedades antimicrobianas in vitro, no sean la causa directa del Alzheimer, sino una respuesta a las bacterias presentes en el cerebro -algunas benignas, otras patógenas, quizá causantes de daños que aún no han dado lugar a déficits cognitivos, lo que las convierte en parte del patobioma".

Este conjunto único de bacterias hallado en los cerebros afectados por el Alzheimer también se encuentra comúnmente en cerebros afectados por la enfermedad Este conjunto único de bacterias hallado en los cerebros afectados por el Alzheimer también se encuentra comúnmente en cerebros afectados por la enfermedad

El siguiente paso de esta investigación, según los autores, es estudiar las posibles contribuciones de otros microbios y averiguar qué ocurrió, fisiológicamente, en el cerebro para que este microbioma cambiara con el tiempo.

"El desarrollo del Alzheimer y otras demencias es complejo y probablemente implica la interacción de muchos sistemas, explica Ehrlich. Soy partidario de que cuantas más infecciones haya en el cerebro, mayor será el riesgo de Alzheimer. Hay muchos patógenos que probablemente aumentan el riesgo. Este patobioma no es toda la respuesta, pero es una pieza del rompecabezas".

Según el equipo, la localización exacta de las bacterias problemáticas dentro del cerebro también es una cuestión abierta. Los investigadores necesitan saber con más precisión dónde están las bacterias para comprender mejor el papel que desempeñan.

Los autores descubrieron que cuando un patobioma no saludable se localiza en el lóbulo frontal, la probabilidad de que aparezca la enfermedad de Alzheimer es muy alta. Es menos probable que se desarrolle en el lóbulo temporal.

A pesar de las muchas incógnitas, los autores afirman que se trata de un importante paso adelante en el estudio del microbioma. "La fuerza de nuestro trabajo radica también en combinar una tecnología de secuenciación revolucionaria y los enfoques estadísticos más avanzados e innovadores", afirma el autor principal, el doctor Yves Moné, investigador asociado de la Facultad de Medicina.

"El análisis de datos del microbioma es notoriamente difícil sin ningún patrón de oro y este trabajo podría contribuir significativamente al campo del análisis de datos del microbioma", concluye.