Descubren cómo los golpes en la cabeza provocan la muerte de las neuronas

Las lesiones en la cabeza producidas por deportes de contacto, como el boxeo o el fútbol americano, o la exposición a explosiones en militares, son uno de los factores de riesgo más importantes para desarrollar encefalopatía crónica traumática y enfermedad de Alzheimer. Sin embargo se desconocía el mecanismo por el que los golpes podían desencadenarlas.

Una investigación del Beth Israel Deaconess Medical Center de Boston con ratones, que publicada la revista “ Nature”, proporciona la primera evidencia directa que vincula la lesión cerebral traumática con la encefalopatía traumática crónica y la enfermedad de Alzheimer. Además, abre la posibilidad de una intervención temprana para prevenir el desarrollo de éstas debilitantes enfermedades neurodegenerativas. En la investigación participa el valenciano Álvaro Pasqual-Leone, que desarrolla su carrera investigadora en la Universidad de Harvard.

"El alzhéimer y la encefalopatía traumática crónica son enfermedades terribles que progresivamente roban la memoria, el juicio y la capacidad de funcionar de forma independiente", explica el coautor del estudio, Álvaro Pascual-Leone, que también es director asociado del estudio sobre la salud de los jugadores de fútbol (FPHS) de la Universidad de Harvard, una iniciativa a largo plazo para descubrir nuevos métodos para diagnosticar, tratar y prevenir lesiones en futbolistas profesionales.

"Necesitamos aprender más acerca de las causas del la encefalopatía crónica traumática para desarrollar mejores formas de diagnosticarla y tratarla, y este estudio nos ofrece una intervención temprana prometedora para prevenirla. Estos resultados, además, abren una nueva perspectiva para acercarnos a la enfermedad de Alzheimer, que representa una carga insostenible en todo el mundo, y que priva a la sociedad de las aportaciones de ancianos experimentados y sabios ", añade.

Gracias a nueva terapia con anticuerpos los investigadores han logrado revertir algunos de los cambios patológicos que se producen después de una lesión cerebral traumática (TBI) en ratones. Aunque los investigadores se muestran cautos y advierten que es necesario investigar más para saber si estos resultados pueden trasladarse a los seres humanos, creen que su hallazgo podría ser útil también para la detección temprana de la enfermedad de Alzheimer e incluso para su tratamiento.

Cuando ratones y humanos sufren lesiones cerebrales traumáticas, que se producen por golpes en la cabeza, las neuronas comienzan a producir la proteína tau anormal que cambia de forma y recibe el nombre de cis P-tau, según demuestran los investigadores. Esta proteína hace que se deshaga el esqueleto interno de las células nerviosas, fundamental para transportar sustancias necesarias para la transmisión de impulsos y de las centrales energéticas de la célula, las mitocondrias. Este efecto pernicioso se extiende a otras neuronas y conduce a la muerte celular masiva.

La proteína tau deforme puede desarrollarse en tan solo 12 horas después de una lesión cerebral traumática, poniendo en marcha una cascada destructiva que pueden conducir a la neurodegeneración generalizada. Sin embargo, los investigadores han encontrado que al tratar a los ratones con un anticuerpo creado especialmente contra esa proteína anómala, la cis P-tau, se pueden evitar esos cambios que llevan a la neurodegeneración.

La lesión cerebral traumática es una de las principales causas de muerte y discapacidad en niños y adultos jóvenes y también afecta a aproximadamente uno de cada cinco soldados que han estado en Irak y Afganistán, que en total suman dos millones. Además, se ha vinculado con enfermedades neurodegenerativas a largo plazo, como el alzhéimer, en las que también intervienen proteínas tau anormales.

“Nuestro estudio muestra que el proceso neurodegenerativo inducido por la proteína tau tóxica puede comenzar apenas unas horas después de una lesión cerebral traumática. Tanto en modelos celulares como en ratones en los que se simulan lesiones semejantes a las que tienen lugar en los deportes de contacto y en las operaciones militares, la producción de esta proteína patógena, llamada cis P-tau, interrumpe el funcionamiento neurológico normal, se extiende a otras neuronas y conduce a la muerte neuronal generalizada. Hemos desarrollado un anticuerpo monoclonal que previene ese proceso mediante la neutralización de esta proteína tóxica y la restauración de la estructura y función normal de las neuronas", explican los investigadores. Al parecer, los ratones responden en cuestión de días al anticuerpo

La fosforilación anormal de la proteína tau es uno de los procesos que tienen lugar en la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas. En los últimos años, el laboratorio Kung Pin Lu, que lidera la investigación publicada en Nature, descubrió que la proteína tau puede presentarse en dos formas, una asociada a un funcionamiento normal y otra implicada en estas paologías.

La proteína Jekill y Hide

"La proteína tau saludable está presente en el cerebro y está implicada en el ensamblaje de los microtúbulos, unos tubos diminutos que forman una especie del andamio que da a las neuronas su forma característica y son fundamentales para el funcionamiento normal del cerebro ", explica Lu. Sin embargo, en el Alzheimer, la encefalopatía crónica traumática y otras enfermedades neurodegenerativas, tau forma ovillos y se vuelve incapaz de funcionar correctamente.

"Observaciones recientes en los cerebros de los boxeadores, jugadores de fútbol americano y veteranos expuestos a explosiones han identificado extensas ovillos neurofibrilares de proteína tau", igual que se ven en la enfermedad de Alzheimer, señala. "Sin embargo, debido a que estos ovillos no se detectaron hasta meses o probablemente años después de la lesión, no había sido posible determinar si la acumulación de proteína tau anormal (taupatía) era una causa o una consecuencia de la neurodegeneración asociada. Con nuestro trabajo hemos demostrado que son realmente la causa de estas enfermedades".

Después de confirmar la existencia de este forma patológica de la proteína tau en el tejido cerebral de personas que había muerto por una lesión cerebral traumática, los autores simularon lesiones semejantes a las producidas por los deportes y las explosiones en modelos de ratones, y vieron que que la formación de la forma anómala de tau (cis P-tau) dependía de gravedad de la lesión y de la frecuencia con que se habían recibido.

Riesgo en función del golpe

"En lesiones leves, como una conmoción cerebral, había una conversión moderada entre las formas trans (buena) y cis (tóxica) de la proteína P-tau ",señala Lu. "Sin embargo, las conmociones cerebrales repetidas, como podría ocurrir en deportes de contacto, pueden resultar en una sólida y persistente formación de proteína tau tóxica. Algo parecido ocurre después de una sola lesión cerebral traumática severa causada por una explosión o un impacto.

La investigación también ha mostrado que, con el tiempo, la proteína anómala se extiende progresivamente por todo el cerebro. Y que el tratamiento con el anticuerpo que la neutraliza elimina el efecto tóxico y la muerte de las neuronas, restaurando la estructura y función de las neuronas. “Estos experimentos indican que la proteína tau anómala tiene la capacidad de matar a una neurona tras otra, y facilitar que los ovillos neurofibrilares se expandan por otras zonas y se generalice la atrofia cerebral, que son las lesiones característicos de tanto la enfermedad de Alzheimer como de la encefalopatía traumática crónica.