Descubierta conexión escondida entre las células inmunes y la enfermedad de Alzheimer
Las células inmunes llamadas macrófagos perivasculares (verde) se observan en estrecho contacto con los vasos sanguíneos del cerebro (rojo). Cuando se activan por depósitos de placa del péptido amiloide beta, un sello distintivo de la enfermedad de Alzheimer, los macrófagos perivasculares producen radicales libres dañinos que paralizan los vasos sanguíneos y privan al cerebro del suministro necesario de nutrientes y oxígeno. La imagen de NeuroscienceNews.com se acredita a los investigadores.
Neuroscience News Julio 12 de 2017
Resumen: Los investigadores de la Universidad de Cornell han descubierto una nueva vía que involucra células inmunitarias que pueden contribuir al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer.
Universidad de Cornell
Al estudiar los efectos de las células inmunes que rodean a los vasos sanguíneos en el cerebro, Weill Cornell Medicine investigadores han descubierto una nueva vía de participación de estas células que pueden contribuir a la causa de la enfermedad de Alzheimer.
Uno de los signos distintivos de la enfermedad de Alzheimer es la acumulación de depósitos de placa, o fragmentos de proteínas anormales, de un péptido llamado beta-amiloide. Amiloide-beta destruye las neuronas y daña los vasos sanguíneos del cerebro con la ayuda de moléculas altamente reactivas, llamadas radicales libres, que se derivan del oxígeno. Para su estudio, publicado el 17 de mayo en Circulation Research, los investigadores buscaron determinar qué células del cerebro eran responsables de producir los radicales libres, también conocidos como especies reactivas del oxígeno (ROS).
"Estos radicales libres son moléculas desagradables que paralizan los vasos para que no puedan funcionar normalmente. Como resultado, las células cerebrales están privadas del suministro sanguíneo de oxígeno y glucosa que necesitan para funcionar correctamente ", dijo el autor principal del estudio, el doctor Costantino Iadecola, director del Instituto de Investigación Cerebral y Mente de la Familia Feil y el Profesor Anne Parrish Titzell de Neurología En la Medicina Weill Cornell.
En su estudio, los investigadores examinaron células en el cerebro llamadas macrófagos perivasculares (PVM), que rodean los vasos sanguíneos y recogen y eliminan subproductos metabólicos dañinos que flotan alrededor del cerebro. El equipo se centró en estas células porque el beta-amiloide tiende a acumularse en el espacio vascular donde se encuentran PVM.
"Vimos que cuando las células están expuestas a beta amiloide, estos PVM comienzan a producir radicales libres como locos", dijo Iadecola.
Para determinar si el PVM estaban involucrados en la producción de ROS, los investigadores eliminaron el PVM inyectando en el cerebro de los ratones gotas lipídicas esféricas llamadas liposomas que contenían el medicamento clodronato.
"Los liposomas actuaron como una especie de caballo de Troya", dijo Laibaik Park, profesor asistente de investigación en neurociencia en el Instituto de Investigación Cerebral y Mente de Feil Family y primer autor del estudio. "El PVM digiere los lípidos y pone la droga suelta en la célula, obligándolos a morir".
Park y Iadecola administraron los liposomas en ratones con enfermedad de Alzheimer; ROS paralizado los vasos sanguíneos en los roedores. Sorprendentemente, el equipo encontró que los vasos sanguíneos de estos ratones parecían funcionar normalmente una vez liberados de PVM, a pesar de la presencia de beta-amiloide. "Esto demostró que sin el PVM, amiloide-beta era incapaz de ejercer sus efectos perjudiciales en los vasos sanguíneos del cerebro", dijo Park.
Los investigadores entonces buscaron aprender qué causó el PVM para producir ROS. Estudios previos demostraron que los macrófagos tienen receptores inmunes innatos en su superficie llamados CD36 que les ayudan a unirse e interactuar con otras células inmunes y proteínas. El siguiente paso fue determinar qué sucede cuando CD36 no estaba presente, dijo Iadecola.
Para eliminar los receptores CD36 de PVM, los investigadores primero utilizaron radiación para destruir el PVM. Luego, los PVM viejos fueron reemplazados por un trasplante de médula ósea con un nuevo PVM que no tenía el receptor.
"Cuando lo hicimos, fue tan bueno como deshacerse de todo el macrófago, lo que demuestra que la presencia de CD36 en PVM era necesario para la producción de ROS y el daño vascular que se produzca", dijo Iadecola.
Los investigadores finalmente descubrieron que cuando el beta amiloide se une al receptor CD36 de PVM, se activa una vía de señalización, lo que hace que una enzima llamada NADPH oxidasa produzca radicales libres.
"Anteriormente se pensaba que el beta-amiloide iba a funcionar desde el cerebro hasta la pared de los vasos sanguíneos, llegando a las células endoteliales, que sería la fuente de los radicales", dijo Iadecola. "Pero en realidad, amiloide-beta globs en los macrófagos para activarlos. Esto tiene sentido porque las células endoteliales están dentro de los vasos fuera del cerebro amiloide-beta, mientras que los PVM están fuera del vaso continuamente bañado por amiloide-beta procedente del cerebro ".
Los estudios genéticos han sugerido durante mucho tiempo que las células inmunes innatas del cerebro, como microglia y macrófagos, contribuyen a la enfermedad de Alzheimer, pero cómo estas células dañaron el cerebro no se conocía. "Nuestro estudio identifica una nueva forma en que las células inmunitarias podrían contribuir a la enfermedad de Alzheimer, y proporcionar un nuevo enfoque terapéutico para suprimir sus efectos perjudiciales", dijo Iadecola.
Los investigadores ahora buscarán desarrollar métodos que bloqueen la CD36 o NADPH oxidasa en las células, lo que puede reducir la cantidad de amiloide-beta en el cerebro y potencialmente retardar la progresión de la enfermedad de Alzheimer. "Retrasar el proceso puede darle más años con una mente sana", dijo Iadecola.
También agregó que el mantenimiento de la salud de los vasos sanguíneos es crucial para una amplia variedad de enfermedades cerebrales. "Nuestra investigación muestra que incluso en una enfermedad que no se inicia con un vaso sanguíneo, haciendo que los vasos funcionen mejor, puede haber un efecto beneficioso", dijo Iadecola. "Al lado de la enfermedad de Alzheimer, nuestro estudio nos proporciona una nueva forma de ver los factores de riesgo vascular que causan el accidente cerebrovascular y la demencia, como la hipertensión y la diabetes, porque en estas condiciones estas células PVM no eran previamente considerados como actores importantes".
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Las células inmunes llamadas macrófagos perivasculares (verde) se observan en estrecho contacto con los vasos sanguíneos del cerebro (rojo). Cuando se activan por depósitos de placa del péptido amiloide beta, un sello distintivo de la enfermedad de Alzheimer, los macrófagos perivasculares producen radicales libres dañinos que paralizan los vasos sanguíneos y privan al cerebro del suministro necesario de nutrientes y oxígeno. La imagen de NeuroscienceNews.com se acredita a los investigadores.
Neuroscience News Julio 12 de 2017
Resumen: Los investigadores de la Universidad de Cornell han descubierto una nueva vía que involucra células inmunitarias que pueden contribuir al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer.
Universidad de Cornell
Al estudiar los efectos de las células inmunes que rodean a los vasos sanguíneos en el cerebro, Weill Cornell Medicine investigadores han descubierto una nueva vía de participación de estas células que pueden contribuir a la causa de la enfermedad de Alzheimer.
Uno de los signos distintivos de la enfermedad de Alzheimer es la acumulación de depósitos de placa, o fragmentos de proteínas anormales, de un péptido llamado beta-amiloide. Amiloide-beta destruye las neuronas y daña los vasos sanguíneos del cerebro con la ayuda de moléculas altamente reactivas, llamadas radicales libres, que se derivan del oxígeno. Para su estudio, publicado el 17 de mayo en Circulation Research, los investigadores buscaron determinar qué células del cerebro eran responsables de producir los radicales libres, también conocidos como especies reactivas del oxígeno (ROS).
"Estos radicales libres son moléculas desagradables que paralizan los vasos para que no puedan funcionar normalmente. Como resultado, las células cerebrales están privadas del suministro sanguíneo de oxígeno y glucosa que necesitan para funcionar correctamente ", dijo el autor principal del estudio, el doctor Costantino Iadecola, director del Instituto de Investigación Cerebral y Mente de la Familia Feil y el Profesor Anne Parrish Titzell de Neurología En la Medicina Weill Cornell.
En su estudio, los investigadores examinaron células en el cerebro llamadas macrófagos perivasculares (PVM), que rodean los vasos sanguíneos y recogen y eliminan subproductos metabólicos dañinos que flotan alrededor del cerebro. El equipo se centró en estas células porque el beta-amiloide tiende a acumularse en el espacio vascular donde se encuentran PVM.
"Vimos que cuando las células están expuestas a beta amiloide, estos PVM comienzan a producir radicales libres como locos", dijo Iadecola.
Para determinar si el PVM estaban involucrados en la producción de ROS, los investigadores eliminaron el PVM inyectando en el cerebro de los ratones gotas lipídicas esféricas llamadas liposomas que contenían el medicamento clodronato.
"Los liposomas actuaron como una especie de caballo de Troya", dijo Laibaik Park, profesor asistente de investigación en neurociencia en el Instituto de Investigación Cerebral y Mente de Feil Family y primer autor del estudio. "El PVM digiere los lípidos y pone la droga suelta en la célula, obligándolos a morir".
Park y Iadecola administraron los liposomas en ratones con enfermedad de Alzheimer; ROS paralizado los vasos sanguíneos en los roedores. Sorprendentemente, el equipo encontró que los vasos sanguíneos de estos ratones parecían funcionar normalmente una vez liberados de PVM, a pesar de la presencia de beta-amiloide. "Esto demostró que sin el PVM, amiloide-beta era incapaz de ejercer sus efectos perjudiciales en los vasos sanguíneos del cerebro", dijo Park.
Los investigadores entonces buscaron aprender qué causó el PVM para producir ROS. Estudios previos demostraron que los macrófagos tienen receptores inmunes innatos en su superficie llamados CD36 que les ayudan a unirse e interactuar con otras células inmunes y proteínas. El siguiente paso fue determinar qué sucede cuando CD36 no estaba presente, dijo Iadecola.
Para eliminar los receptores CD36 de PVM, los investigadores primero utilizaron radiación para destruir el PVM. Luego, los PVM viejos fueron reemplazados por un trasplante de médula ósea con un nuevo PVM que no tenía el receptor.
"Cuando lo hicimos, fue tan bueno como deshacerse de todo el macrófago, lo que demuestra que la presencia de CD36 en PVM era necesario para la producción de ROS y el daño vascular que se produzca", dijo Iadecola.
Los investigadores finalmente descubrieron que cuando el beta amiloide se une al receptor CD36 de PVM, se activa una vía de señalización, lo que hace que una enzima llamada NADPH oxidasa produzca radicales libres.
"Anteriormente se pensaba que el beta-amiloide iba a funcionar desde el cerebro hasta la pared de los vasos sanguíneos, llegando a las células endoteliales, que sería la fuente de los radicales", dijo Iadecola. "Pero en realidad, amiloide-beta globs en los macrófagos para activarlos. Esto tiene sentido porque las células endoteliales están dentro de los vasos fuera del cerebro amiloide-beta, mientras que los PVM están fuera del vaso continuamente bañado por amiloide-beta procedente del cerebro ".
Los estudios genéticos han sugerido durante mucho tiempo que las células inmunes innatas del cerebro, como microglia y macrófagos, contribuyen a la enfermedad de Alzheimer, pero cómo estas células dañaron el cerebro no se conocía. "Nuestro estudio identifica una nueva forma en que las células inmunitarias podrían contribuir a la enfermedad de Alzheimer, y proporcionar un nuevo enfoque terapéutico para suprimir sus efectos perjudiciales", dijo Iadecola.
Los investigadores ahora buscarán desarrollar métodos que bloqueen la CD36 o NADPH oxidasa en las células, lo que puede reducir la cantidad de amiloide-beta en el cerebro y potencialmente retardar la progresión de la enfermedad de Alzheimer. "Retrasar el proceso puede darle más años con una mente sana", dijo Iadecola.
También agregó que el mantenimiento de la salud de los vasos sanguíneos es crucial para una amplia variedad de enfermedades cerebrales. "Nuestra investigación muestra que incluso en una enfermedad que no se inicia con un vaso sanguíneo, haciendo que los vasos funcionen mejor, puede haber un efecto beneficioso", dijo Iadecola. "Al lado de la enfermedad de Alzheimer, nuestro estudio nos proporciona una nueva forma de ver los factores de riesgo vascular que causan el accidente cerebrovascular y la demencia, como la hipertensión y la diabetes, porque en estas condiciones estas células PVM no eran previamente considerados como actores importantes".
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