Las mutaciones relacionadas con la enfermedad de Alzheimer pueden alterar la conexión entre los nervios y los músculos
- Las mutaciones asociadas a la enfermedad de Alzheimer hereditaria alteraron la conexión entre las neuronas motoras y las células musculares sanas en un modelo de laboratorio.
- El sistema experimental no incluía el cerebro ni la médula espinal, lo que apunta a un posible efecto directo de las mutaciones en los nervios periféricos.
- El estudio no determina si los cambios en la marcha pueden servir como signo diagnóstico temprano en los pacientes.
Qué reveló el experimento con nervios y músculos
La enfermedad de Alzheimer suele asociarse con pérdida de memoria, confusión y deterioro cognitivo. Sin embargo, en algunas personas, los cambios en el equilibrio, la coordinación o la marcha pueden aparecer años antes de que se observen problemas de pensamiento. Investigadores de la Universidad de Florida Central comprobaron si algunos de estos trastornos motores podían deberse no solo a cambios en el cerebro, sino también al efecto directo de mutaciones asociadas a la enfermedad en los nervios que controlan los músculos.
El equipo estudió una forma hereditaria de la enfermedad de Alzheimer, una variante poco frecuente que suele aparecer antes que la forma más común, entre los 40 y los 65 años. En un sistema de laboratorio, las neuronas motoras con mutaciones asociadas a esta variante de la enfermedad alteraban el funcionamiento de las conexiones por las que las células nerviosas controlan los músculos. Esto ocurría incluso en ausencia total de cerebro y médula espinal en el modelo, es decir, del sistema nervioso central.
Este resultado cambia la forma de plantear la pregunta sobre las posibles causas de los primeros problemas de movimiento. Si las mutaciones alteran directamente la conexión neuromuscular, los síntomas motores no pueden explicarse exclusivamente por daños en el cerebro. Los responsables del estudio, James Hickman y Xufan «Nadine» Guo, consideran que las alteraciones del movimiento podrían manifestarse antes que los síntomas del sistema nervioso central. Sin embargo, el trabajo detectó este efecto en un modelo de laboratorio; no estableció cuándo aparecen estos cambios en las personas.
Por qué es importante el sistema nervioso periférico
Las neuronas motoras transmiten a los músculos las señales necesarias para la contracción y el movimiento. Los nervios situados fuera del cerebro y la médula espinal forman parte del sistema nervioso periférico; participan en la transmisión de señales entre el sistema nervioso central y el resto del cuerpo. Los investigadores demostraron que las mutaciones asociadas a la enfermedad de Alzheimer hereditaria pueden interferir en esta transmisión en el punto de conexión entre la célula nerviosa y el tejido muscular.
Para comprobar esta idea, los científicos crearon un modelo de unión neuromuscular, el lugar donde una neurona motora interactúa con una célula muscular. Incluyeron células musculares sanas y neuronas motoras obtenidas a partir de células madre con mutaciones asociadas a la forma familiar de la enfermedad. Luego, los investigadores evaluaron con qué eficacia las neuronas alteradas transmitían señales al tejido muscular sano. El cerebro y la médula espinal se excluyeron deliberadamente de este sistema.
Precisamente la ausencia de un sistema nervioso central permitió distinguir el posible efecto directo de las mutaciones en la conexión neuromuscular de las consecuencias del daño cerebral. Al término del experimento, las neuronas modificadas eran menos capaces de mantener una interacción normal con los músculos. Hickman señaló que esta es la primera evidencia demostrativa de que las alteraciones del sistema nervioso periférico pueden deberse directamente a este tipo de mutaciones. Se trata de una conclusión basada en un modelo de laboratorio, no de una confirmación de que todos los síntomas motores de la enfermedad tengan una misma causa.
Cómo construyeron los investigadores el modelo en un chip
Para el estudio, utilizaron la tecnología «humano en un chip», desarrollada y fabricada por la empresa Hesperos, de la que Hickman es cofundador. Estos sistemas miniaturizados combinan distintos tipos de células humanas en condiciones controladas para reproducir procesos biológicos específicos. A diferencia de los experimentos con células aisladas, permiten estudiar la interacción entre tejidos, y no solo la respuesta de un tipo celular.
Los investigadores utilizaron células madre porque pueden convertirse en células especializadas, incluidas las neuronas motoras. Compararon neuronas con mutaciones con tejido muscular sano y estudiaron la transmisión de señales. Estos modelos también ofrecen una alternativa a los experimentos con animales: como explica la fuente del estudio, los modelos animales no siempre reflejan con precisión el comportamiento de las enfermedades humanas. Sin embargo, el sistema celular sigue siendo un modelo de laboratorio, no una observación de pacientes.
La unión neuromuscular es necesaria para los movimientos voluntarios: la señal recorre la neurona motora, activa la interacción con el músculo y provoca su contracción. Esta secuencia interviene al caminar, mantener la postura, levantar objetos y realizar movimientos precisos. Por eso, una alteración en la transmisión de la señal podría afectar potencialmente a distintas funciones motoras. En el estudio presentado se examinó el funcionamiento de la unión entre las células nerviosas y musculares, pero no se midieron la marcha ni el equilibrio de personas con enfermedad de Alzheimer.
Qué significan los resultados — y qué no demuestran todavía
Por ahora, la importancia práctica del resultado radica sobre todo en que abre una nueva vía para estudiar los síntomas. Si las alteraciones del movimiento pueden surgir realmente fuera del cerebro, los enfoques dirigidos únicamente al sistema nervioso central podrían no resolver los problemas de los nervios periféricos. Guo también señaló la posibilidad de intervenir antes si se logra detectar cambios en el movimiento. Sin embargo, el estudio no evaluó ninguna prueba diagnóstica ni demostró que un rasgo específico de la marcha permita predecir la enfermedad.
Conservar la función motora puede ser importante no solo para el estado físico. La publicación señala que la actividad física regular se asocia con un bienestar cognitivo más favorable; por eso, apoyar la capacidad de moverse también puede ser importante para la salud cerebral. Esta es una posible razón adicional para estudiar las manifestaciones periféricas de la enfermedad, no una prueba de que intervenir en la conexión neuromuscular ralentice o prevenga el deterioro cognitivo.
La investigación estuvo dirigida por el profesor James Hickman y la profesora investigadora Xufan «Nadine» Guo, en colaboración con científicos de la empresa Hesperos. El trabajo fue financiado por el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos; los resultados se publicaron en la revista «Alzheimer’s & Dementia» de la Asociación de Alzheimer. La siguiente pregunta es si la alteración observada en el modelo celular se confirmará en las personas y si será un indicador lo bastante temprano y consistente para su uso clínico.
Fuente: ScienceDaily
