Alzheimer en una placa de Petri

Artículo del blog Cierta Ciencia, realizado desde Nueva York por la genetista Josefina Cano, que recomendamos por su interés

 

Tejido neuronal humano (verde) con las placas y los ovillos típicos de la enfermedad de Alzheimer (naranja), cultivado en el laboratorio.

El neurobiólogo Rudolf E. Tanzi del Hospital General de Massachusetts en Boston y su equipo de trabajo, con su colega Doo Yeon Kim siempre al lado, han cultivado por primera vez neuronas humanas que “sufren” la enfermedad de Alzheimer.

 

La historia empieza cuando Kim le sugirió a Tanzi cultivar las neuronas en un gel, para construir un ambiente lo más parecido a la masa cerebral –una estructura tridimensional que permitiera a las neuronas establecer redes–, en lugar de la forma convencional donde las células crecen en un medio líquido en la superficie de las placas* de petri.

Para iniciar el experimento partieron de células madre embrionarias, esas que tienen la capacidad de transformarse en cualquier tipo de tejido celular y, con los ingredientes biológicos adecuados las transformaron en neuronas. El paso siguiente fue añadir genes que se ha demostrado participan en el disparo y desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. Esperaron.
En unas semanas observaron que en sus discos de petri aparecían las famosas placas de la proteína beta amieloide. Esperaron. Más adelante aparecieron,  los ovillos neurofribilares, parecidos a los espaguetis y que no son otra cosa que la acumulación de placas.

“Con seguridad, vimos placas, placas de verdad” dice Tanzi. Esperamos y vimos los ovillos neurofibrilares, estaban ahí. Parecía que estábamos viendo un cerebro afectado de Alzheimer”.

Hasta este momento había existido la controversia de si las placas y sus aglomerados, que impiden la correcta transmisión de los mensajes y el buen funcionamiento de las neuronas pues se pegan a ellas, eran la causa o la consecuencia de la enfermedad.

 Este experimento, demuestra lo que George G. Glenner propuso hace treinta años. La enfermedad se inicia cuando una proteína, la beta amieloide empieza a acumularse en el cerebro. Se forman las placas. Las neuronas responden haciendo esos ovillos neurofibrilares. El resultado es fatal para las células cerebrales que ya no pueden comunicarse y se inicia entonces la demencia.

“Así es como comienza la enfermedad. Durante treinta años no había pruebas que indicaran que la beta amieloide dirige el proceso completo”, dice Tanzi, hasta ahora.

Por supuesto que una placa de petri no es un cerebro pues en ella están ausentes componentes cruciales en el funcionamiento cerebral, como las células del sistema inmunológico, células que parece contribuyen a la devastación, una vez el Alzheimer ha comenzado. Pero a los investigadores les facilita la posibilidad de probar drogas de una forma más rápida y barata, drogas que podrían parar la enfermedad en sus inicios.
Tanzi ya ha usado el sistema para probar drogas diseñadas para prevenir la formación de placas beta amieloide. Las drogas, él informa, impidieron la formación de placas y de los ovillos neurofribilares. Algunas ya están en pruebas clínicas aunque aún no se sabe si funcionarán en los pacientes.
También encontró una enzima que es necesaria para la formación de los anillos, una vez las placas están formadas. Cuando bloqueó la enzima, se formaron las placas no así los anillos. La enzima es otro blanco potencial para drogas.

“Nuestra novedosa estrategia para recapitular la patología de la enfermedad de Alzheimer en un sistema tridimensional de cultivo de neuronas servirá también para facilitar el desarrollo de otros modelos neurales en células de enfermedades neurodegenerativas” dicen los autores.
Sabiendo que es la acumulación de la proteína la causa de la enfermedad, ahora se trata de buscar las drogas que frenen su producción, su acumulación y sus efectos. Tanzi está iniciando un proyecto muy ambicioso para probar 1.200 drogas que están en el mercado y otras 5.000 que ya han pasado la primera fase clínica de pruebas. El tener las células disponibles en las placas de petri le permitirá a Tanzi y su equipo realizar un trabajo mucho más eficiente y rápido que lo que se ha venido haciendo con ratones. “Podremos probar cientos de miles de drogas en cuestión de meses” afirma Tanzi.
El descubrimiento ha levantado el entusiasmo de todos los investigadores del área. Sam Gandy de la Escuela de Medicina en Mount Sinai en Nueva York dice que “es un cambio real de las reglas de juego”.

Gandy quiere usar el sistema para estudiar los efectos de genes que predisponen a una persona al Alzheimer, especialmente el más poderoso, APOe4, que da cuenta de la mitad de los casos. Nadie sabe de verdad cómo y por qué este gen está ligado a la enfermedad, afirma Gandy.

Simon Ridley, Jefe de Investigación de Alzheimer en el Reino Unido, celebró los hallazgos del grupo de Tanzi y afirmó: “Aunque no es posible reproducir todos los cambios que ocurren en el cerebro humano afectado de Alzheimer, por ejemplo, el cómo otras células no nerviosas están involucradas, innovaciones como estas proveen nuevas herramientas para la busqueda de nuevos tratamientos”.

Hasta hace poco las investigaciones en Alzheimer habían estado dominadas, primero por experimentos en cerebros de monos y luego en ratones genéticamente modificados pero, como se ha visto en todos estos años, han fallado en replicar esta enfermedad exclusivamente humana. Los estudios en ratones han dado una imagen incompleta, no muy cercana a lo que ocurre en el cerebro humano afectado por la enfermedad. Como resultado no existe aún ninguna cura.

Para revertir el viejo, fallido método de trabajar en modelos animales, debemos dar paso a tecnologías novedosas como la descrita, técnicas de investigación del siglo XXI. Sólo hasta entonces veremos una revolución en la investigación médica, no sólo del Alzheimer sino de un amplísimo rango de enfermedades.

Por ahora, el Alzheimer en una placa de petri es un hallazgo asombroso que parece haberle encontrado el talón de Aquiles a esa devastadora enfermedad. Las puertas de esperanza para una posible cura están abiertas.

*Las placas de petri son pequeñas cajas circulares con tapa. Se las llama también discos. Por supuesto no tienen nada que ver con las placas formadas en el cerebro por la acumulación de la proteína beta amieloide.