Una sola inyección logra eliminar las placas cerebrales del alzhéimer en ratones

El alzhéimer es una enfermedad neurodegenerativa que provoca un deterioro progresivo de la autonomía de las personas que la padecen, dificultando tanto las actividades básicas como las instrumentales de la vida diaria. Esta enfermedad se caracteriza por la destrucción de células cerebrales y de las conexiones nerviosas, lo que interfiere en los transmisores encargados de llevar los mensajes dentro del cerebro, especialmente aquellos relacionados con el almacenamiento de los recuerdos.

Los científicos llevan años estudiando cómo frenar las placas en el cerebro. Ahora, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis han diseñado una nueva inmunoterapia celular que requiere una sola inyección para prevenir el desarrollo de placas amiloides cuando se administra antes de que estas comiencen a formarse en ratones. Además, según explican en un comunicado la propia universidad, un solo tratamiento en ratones que ya habían desarrollado placas redujo la cantidad de placas amiloides a la mitad.

Esta nueva generación de fármacos contra el alzhéimer ha demostrado en ratones que una sola inyección puede prevenir la formación de placas amiloides si se administra antes de que estas aparezcan. Además, cuando el tratamiento se aplicó a animales que ya presentaban acumulación de estas placas, logró reducir su cantidad aproximadamente a la mitad. Sin embargo, requieren infusiones intravenosas de alta dosis una o dos veces al mes, lo que limita su comodidad y su aplicación a largo plazo.

Los resultados de esta investigación fueron publicados el 5 de marzo en la revista científica Science, una de las publicaciones más prestigiosas del ámbito biomédico.

El nuevo método se inspira en las terapias con células CAR-T utilizadas en oncología. En estos tratamientos contra el cáncer, los linfocitos T del sistema inmunitario se modifican genéticamente para reconocer y destruir células tumorales. En el caso del alzhéimer, los investigadores han adaptado un principio similar, aunque empleando otro tipo de células del cerebro: los astrocitos.

El autor principal del trabajo, el doctor Marco Colonna, profesor de Patología en la Universidad de Washington, destacó la relevancia del avance: «Este estudio marca el primer intento exitoso de ingeniería de astrocitos para atacar y eliminar específicamente las placas de beta amiloide en el cerebro de ratones con enfermedad de Alzheimer» y añadió: «Aunque se necesita más investigación para optimizar el enfoque y abordar los posibles efectos secundarios, estos resultados abren una nueva y emocionante oportunidad para desarrollar astrocitos CAR como inmunoterapia para enfermedades neurodegenerativas e incluso tumores cerebrales».

Explicación científica

La enfermedad de Alzheimer se inicia con la acumulación de una proteína pegajosa denominada beta amiloide, que forma placas en el cerebro. Este proceso desencadena una cascada de alteraciones que acaba provocando atrofia cerebral y deterioro de las funciones cognitivas.

En condiciones normales, las células inmunitarias del cerebro, llamadas microglía, se encargan de eliminar los residuos y proteínas dañinas. No obstante, en el contexto de una enfermedad neurodegenerativa estas células pueden verse desbordadas y perder eficacia en su función de limpieza.

Para aliviar esa sobrecarga, el investigador Yun Chen, primer autor del estudio y entonces estudiante de posgrado en los laboratorios de Colonna y del neurólogo David M. Holtzman, ideó una estrategia para transformar los astrocitos en células especializadas en eliminar amiloide. Chen introdujo en estas células un gen que codifica el receptor CAR mediante un virus inofensivo administrado a los ratones.

Una vez incorporado, este receptor aparece en la superficie de los astrocitos y les permite reconocer, capturar y engullir la proteína beta amiloide. Así, unas células que normalmente se encargan de mantener el entorno cerebral estable pasan a concentrar sus esfuerzos en retirar las placas asociadas al alzhéimer.

Los investigadores probaron esta estrategia en ratones con mutaciones genéticas que aumentan el riesgo de desarrollar la enfermedad. Estos animales suelen presentar una acumulación masiva de placas a los seis meses de edad. El virus que transportaba el gen CAR se administró a dos grupos distintos: uno de ratones jóvenes, antes de que aparecieran las placas, y otro de ratones mayores cuyos cerebros ya estaban saturados de ellas. Después del tratamiento, los científicos esperaron tres meses para evaluar los resultados.

En los animales tratados de forma temprana, los astrocitos modificados evitaron completamente la formación de placas. Cuando estos ratones alcanzaron casi los seis meses de edad, momento en que normalmente el cerebro estaría lleno de depósitos de amiloide, no presentaban prácticamente ninguno. En cambio, en los ratones de mayor edad que ya tenían placas, el tratamiento consiguió reducir su presencia en torno a un 50 % en comparación con los animales que recibieron una inyección de control sin el gen CAR.

El neurólogo David M. Holtzman, coautor del estudio, subrayó que este tipo de inmunoterapia comparte una característica con los tratamientos actuales basados en anticuerpos: su mayor eficacia cuando se aplica en fases tempranas de la enfermedad. El médico explicó: «En consonancia con los tratamientos con anticuerpos, esta nueva inmunoterapia con astrocitos CAR es más eficaz cuando se administra en las primeras etapas de la enfermedad». No obstante, añadió una diferencia clave: «Pero donde difiere, y donde podría marcar la diferencia en la atención clínica, es en la inyección única que logró reducir la cantidad de proteínas cerebrales dañinas en ratones».

De cara al futuro, los autores planean perfeccionar esta estrategia terapéutica. Entre sus objetivos está mejorar el diseño del receptor CAR para que identifique con mayor precisión las proteínas perjudiciales y garantizar que el tratamiento no afecte negativamente al funcionamiento normal de las células cerebrales.

Además, los investigadores creen que este mismo sistema podría adaptarse para combatir otros problemas neurológicos. Ajustando el receptor CAR para que reconozca marcadores específicos de tumores cerebrales, los astrocitos podrían transformarse en células capaces de atacar directamente a las células tumorales. Este planteamiento abre la puerta a nuevas estrategias terapéuticas no solo frente al alzhéimer, sino también para otros trastornos del sistema nervioso central.