EUROPA
PRESS
23 octubre
2019
Estimular
con luz y el sonido simultáneos en determinados puntos del cerebro reduce el amiloide del Alzheimer
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 gen neuronal
relacionado 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.