Un equipo de científicos ha descubierto un posible mecanismo que vincula las alteraciones de los ritmos circadianos y la acumulación de proteínas asociadas a la enfermedad de Alzheimer al estudiar el funcionamiento rítmico de las células inmunitarias y encontrar los temporizadores moleculares que las controlan.
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Los ritmos circadianos son los ritmos diarios de las funciones corporales que están vinculados al reloj biológico, responden a la exposición a la luz y rigen los ciclos de sueño y vigilia. No es secreto que los malos hábitos de sueño pueden desajustar los ritmos circadianos y un sueño irregular significaría menos tiempo para que las células inmunitarias limpien el cerebro de los desechos que se acumulan a lo largo del día.
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Los trastornos del sueño que comienzan años antes de que aparezcan los síntomas se han relacionado con un mayor riesgo de desarrollar alzhéimer, la forma más común de demencia, y con síntomas más graves. Desde hace tiempo, los científicos creen que con el tiempo los cúmulos de proteínas mal plegadas —entre ellas una llamada beta-amiloide— se acumulan en el cerebro y causan esta enfermedad de afección neurológica caracterizada por la pérdida de memoria y el lento deterioro cognitivo.
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Los científicos han observado fluctuaciones diarias en los niveles de beta-amiloide en el líquido cefalorraquídeo de adultos sanos, pero estas oscilaciones parecen alterarse con la edad, causando un mayor factor de riesgo de la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, la conexión directa entre los ritmos circadianos y la actividad de las células inmunitarias encargadas de limpiar las proteínas amiloides ha sido esquiva hasta ahora.
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Un estudio dirigido por la científica biológica Jennifer Hurley, del Instituto Politécnico Rensselaer, ha analizado las células inmunitarias denominadas macrófagos que migran al cerebro en las últimas fases de la enfermedad de Alzheimer. Los macrófagos son carroñeros que engullen desechos como las proteínas defectuosas y las células caducas para evitar daños tóxicos.
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En cultivos celulares de laboratorio, estas células inmunitarias —derivadas de ratones modificados genéticamente con ritmos circadianos alterados— se dedicaron a limpiar proteínas beta amiloides marcadas con fluorescencia en un ciclo diario. A medida que los niveles de las proteínas de la superficie celular llamadas heparanos aumentaban, la limpieza de las proteínas beta-amiloides se ralentizaba.
El estudio publicado en PLOS Genetics concluye que las células inmunitarias perdieron rápidamente su ritmo cuando se alteró su ritmo circadiano, lo que sugiere que los heparanos de la superficie celular, y las células inmunitarias que se alimentan de proteínas que regulan, están bajo control circadiano.
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Según los científicos, estos datos ponen de manifiesto que la regulación circadiana en las células inmunitarias puede desempeñar un papel en la intrincada relación entre el ritmo circadiano y la enfermedad de Alzheimer.
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Otros estudios han descubierto que una sola noche de mal sueño puede provocar un aumento de las proteínas beta-amiloides y que una semana de insomnio conduce también a la acumulación de otra proteína llamada tau. Por lo tanto, los problemas crónicos de sueño podrían suponer un problema. Aunque no está claro si las alteraciones del ritmo circadiano son un factor causal o una consecuencia fisiológica del alzhéimer.
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No obstante, las proteínas amiloides no son todo lo que ocurre en la enfermedad de Alzheimer. Los enredos de proteínas tau son los otros principales sospechosos que han salido a la luz tras los decepcionantes ensayos clínicos y las crecientes pruebas contra el amiloide-beta (Aβ) como principal culpable de la enfermedad.
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«Aunque la estrategia terapéutica dirigida a Aβ ha tenido un éxito limitado, la acumulación de Aβ sigue considerándose un paso crucial en la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer», señala la autora principal del estudio.
Sin embargo, otras investigaciones recientes sugieren que las proteínas amiloides son, en realidad, las últimas en llegar a la enfermedad, en lugar de ser un desencadenante temprano y que dormir mal no es el único factor de riesgo de alzhéimer.
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Los investigadores creen que un posible mecanismo que explique de algún modo cómo las alteraciones del ritmo circadiano pueden perturbar la eliminación de las proteínas amiloides en el cerebro es un buen paso ya que este estudio respalda otras líneas de investigación sobre las llamadas cronoterapias, que son intervenciones destinadas a mejorar los ciclos de sueño de las personas.
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«Comprender cómo nuestros ritmos circadianos pueden regular los niveles de heparán de la superficie celular para controlar la acumulación de beta amiloide puede conducir al desarrollo de cronoterapias que alivien los síntomas de la enfermedad de Alzheimer, así como de otras enfermedades inflamatorias», concluyó Jennifer Hurley.
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