JACKSONVILLE, Florida – La barrera hematoencefálica, una red crucial de vasos sanguíneos y tejidos que nutre y protege al cerebro de sustancias nocivas, se interrumpe en la enfermedad de Alzheimer. Un equipo de investigadores y colaboradores de Mayo Clinic ha descubierto firmas moleculares únicas de esta disfunción, lo que podría abrir nuevas vías para el diagnóstico y tratamiento de la enfermedad. Estos hallazgos han sido publicados en Nature Communications.
«Estas firmas tienen un alto potencial para convertirse en nuevos biomarcadores que capturan los cambios cerebrales en la enfermedad de Alzheimer», explica la autora principal, la Dra. Nilofensher Ertekin-Taner, presidenta del Departamento de Neurociencias en Mayo Clinic y líder del Laboratorio de Genética de la Enfermedad de Alzheimer y Endofenotipos en Mayo Clinic, Florida.
En el estudio, el equipo analizó tejido cerebral humano proveniente del Banco de Cerebros de Mayo Clinic y de muestras de instituciones colaboradoras. Incluyó muestras de tejido cerebral de 12 pacientes con Alzheimer y 12 pacientes sanos. Utilizando estos y otros conjuntos de datos externos, los investigadores analizaron miles de células en más de seis regiones del cerebro, lo que convierte este estudio en uno de los más rigurosos sobre la barrera hematoencefálica en la enfermedad de Alzheimer hasta la fecha.
Los investigadores se enfocaron en las células vasculares cerebrales, analizando cambios moleculares en dos tipos de células claves: los pericitos, que mantienen la integridad de los vasos sanguíneos, y los astrocitos, sus células de soporte. Descubrieron una comunicación alterada entre estas células en pacientes con Alzheimer, mediada por las moléculas VEGFA y SMAD3. VEGFA estimula el crecimiento de los vasos sanguíneos, mientras que SMAD3 juega un papel crucial en las respuestas celulares al entorno externo.
Mediante modelos celulares y de pez cebra, validaron que el aumento de VEGFA reduce los niveles de SMAD3 en el cerebro. Utilizando células madre derivadas de muestras de sangre y piel de pacientes con Alzheimer y del grupo de control, trataron las células con VEGFA para observar cómo afectaba a SMAD3 y a la salud vascular en general. El tratamiento resultó en una disminución de SMAD3 en los pericitos cerebrales, confirmando la interacción entre estas moléculas.
Los donantes con niveles más altos de SMAD3 en la sangre mostraron menos daño vascular y mejores resultados relacionados con el Alzheimer. Sin embargo, se necesita más investigación para entender cómo los niveles de SMAD3 en el cerebro influyen en sus niveles en la sangre.
El equipo planea continuar estudiando SMAD3 y sus implicaciones vasculares y neurodegenerativas en el Alzheimer, así como investigar otras moléculas involucradas en el mantenimiento de la barrera hematoencefálica.
Esta investigación es parte de una subvención federal destinada a identificar objetivos para el tratamiento del Alzheimer. Fue apoyada en parte por los Institutos Nacionales de Salud, el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento, el Premio Zenith Fellows de la Asociación de Alzheimer y el Centro para Bioterapéutica Regenerativa en Mayo Clinic. Para obtener una lista completa de autores, financiaciones y divulgaciones, consulte el artículo en Nature Communications.
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