El Alzheimer es una enfermedad marcada por la neurodegeneración: un proceso progresivo en el que las neuronas, las células esenciales del cerebro, se dañan, dejan de funcionar correctamente y mueren. A medida que avanza, altera la memoria, el pensamiento, el lenguaje, la capacidad de resolver problemas, la personalidad y el movimiento.
Aunque los tratamientos actuales buscan frenar el avance del Alzheimer, revertir la enfermedad sigue siendo un desafío, ya que el cerebro adulto no puede reemplazar con facilidad las neuronas perdidas. En ese contexto, una nueva investigación mostró resultados prometedores en la regeneración neuronal y la recuperación de funciones cognitivas.
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Dos inyecciones del sistema Nano-ERASER permitieron revertir daños asociados al Alzheimer en ratones y restaurar funciones cognitivas, según un estudio liderado por la Universidad de Carolina del Sur y publicado en la revista Cell Biomaterials.
“Después de solo dos inyecciones, estos ratones se volvieron más inteligentes”, dijo Peisheng Xu, profesor de farmacia de la Universidad de Carolina del Sur y autor del estudio. “Incluso después de una sola inyección, ya vimos que el comportamiento de estos ratones era diferente del de los no tratados”.
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En pocas semanas, los animales tratados recuperaron la capacidad de construir nidos y resolvieron con mayor eficiencia pruebas de laberinto acuático, dos indicadores utilizados para medir deterioro cognitivo y memoria en modelos animales de la enfermedad.
El trabajo también registró mejoras en marcadores biológicos del Alzheimer dentro del cerebro, entre ellos la inflamación y la acumulación de proteínas problemáticas.
El punto de partida de la investigación fue Trim-Away, una técnica desarrollada en 2017 por científicos de la Universidad de Cambridge y el Instituto Max Planck de Química Biofísica para degradar proteínas específicas dentro de células de mamíferos mediante anticuerpos. En 2023, el equipo de Xu creó una variante inyectable de esa estrategia: un nanogel polimérico con nanopartículas que transporta esos anticuerpos y que recibió el nombre de Nano-ERASER.
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En su primer uso experimental, esa plataforma había sido dirigida contra células de cáncer de mama. En el nuevo estudio, el blanco fueron los astrocitos, células cerebrales que sostienen a las neuronas y que, en determinadas condiciones, pueden convertirse en nuevas neuronas.
Esa capacidad aparece sobre todo durante el desarrollo y se reduce de forma drástica en cerebros maduros. Los investigadores enfocaron entonces el tratamiento en la proteína PTBP1, que parece mediar esa limitación.
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Cuando aplicaron Nano-ERASER en células cerebrales cultivadas en laboratorio y en organoides tridimensionales, los niveles de PTBP1 disminuyeron y los astrocitos comenzaron a transformarse en nuevas neuronas. El equipo verificó luego, mediante una matriz de microelectrodos, que esas neuronas convertidas seguían funcionando como neuronas normales y llegaban a formar redes conectadas.
La pregunta siguiente fue si ese cambio celular podía traducirse en una mejora real de los síntomas del Alzheimer. Para comprobarlo, los investigadores pasaron a modelos murinos de la enfermedad y siguieron tanto los cambios cerebrales como la conducta de los animales.
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Los ratones con condiciones similares al Alzheimer suelen tener dificultades para hacer nidos, un paralelo experimental con los problemas cotidianos que también enfrentan pacientes humanos. El equipo midió además cognición y memoria con pruebas de laberinto de agua.
Según el estudio, los animales tratados recuperaron esa habilidad funcional y mejoraron su rendimiento en los laberintos tras dos inyecciones. Xu afirmó además que “las nuevas neuronas pueden madurar y sobrevivir” y agregó que el grupo confirmó una densidad neuronal mucho más alta en los cerebros de los ratones tratados.
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El estudio sostiene que la neurogénesis inducida podría ofrecer una vía para algo más que frenar la neurodegeneración. En palabras de los investigadores: “Al reponer neuronas in situ, restaurar la arquitectura sináptica y reconstruir potencialmente circuitos dañados, la neurogénesis inducida ofrece una vía no solo para ralentizar la neurodegeneración, sino para abordar una de sus consecuencias estructurales centrales”.
Los resultados siguen en una fase temprana y no garantizan que el efecto vaya a reproducirse en humanos. Ese límite es importante en un campo donde trabajos previos de otros equipos habían hallado que reducir PTBP1 regeneraba neuronas y mejoraba síntomas del Parkinson en ratones, aunque estudios posteriores no lograron replicar esos resultados.
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Aun así, el nuevo trabajo respalda esas observaciones iniciales y amplía la posibilidad de aplicar la misma lógica a otras enfermedades neurodegenerativas. Antes de avanzar hacia pacientes, el equipo planea probar la técnica durante un período más largo y en primates.
“Si podemos llevar esto a la clínica, entonces podemos tener esperanza para los pacientes con enfermedad de Alzheimer”, dijo Xu.