Para comprender lo que sucede en el cerebro cuando se desarrolla la enfermedad de Alzheimer, los investigadores deben poder estudiar las estructuras moleculares en las neuronas afectadas por la enfermedad de Alzheimer. Investigadores de la Universidad de Lund en Suecia han probado un nuevo método de imagen para este propósito. La investigación se publica en la revista Advanced Science.
En la enfermedad de Alzheimer, se forman las llamadas placas beta-amiloides en el cerebro y las neuronas del cerebro mueren. Cuando la placa se vuelve visible en el tejido cerebral, la enfermedad ya se encuentra en una etapa avanzada. A medida que mueren más y más células nerviosas, comienzan las interrupciones de la memoria, algo que eventualmente resulta en la pérdida de la memoria. Pero, ¿qué sucede en las células nerviosas antes de que aparezcan las placas amiloides y por qué mueren las células nerviosas?
“Esta es una pregunta a la que los investigadores han luchado durante mucho tiempo para encontrar respuestas. No hemos tenido suficientes técnicas de imagen para estudiar los cambios estructurales en las células nerviosas. Esto es necesario para detectar cambios muy tempranos y, por lo tanto, comprender potencialmente los desencadenantes”, dice la investigadora Oxana Klementieva, líder del grupo de microscopía médica en la Universidad de Lund.
Usando un nuevo método, la espectroscopía fototérmica óptica, O-PTIR, los investigadores de la Universidad de Lund han colaborado con colegas en Synchrotron SOLEIL en Francia para estudiar las estructuras de proteínas dentro de las células nerviosas, sin usar el procesamiento químico de las células nerviosas requerido para otras técnicas de imagen, algo que puede afectar las mismas estructuras que los científicos quieren estudiar.
“Vimos que la estructura de la proteína cambia de diferentes maneras dependiendo de en qué parte de la célula nerviosa se encuentre. Hasta el momento, no ha habido métodos que puedan producir este tipo de imágenes, lo que nos da una idea de cómo se ven realmente los primeros cambios moleculares en las neuronas en la enfermedad de Alzheimer”, dice Oxana Klementieva.
Oxana Klementieva y sus colegas han demostrado previamente que los primeros cambios estructurales de la beta-amiloide, la proteína que se cree que está en la raíz de la enfermedad de Alzheimer, ocurren antes de que aparezcan las placas de amiloide. El objetivo ahora es investigar más a fondo en qué parte de la célula se producen los cambios en las estructuras y si puede ayudar a explicar los mecanismos detrás de la enfermedad de Alzheimer .
“Si depende de varios mecanismos diferentes, algo que creo que es el caso, entonces necesitaríamos diferentes tipos de tratamientos”, dice Oxana Klementieva.
Los investigadores han podido utilizar el nuevo método para obtener imágenes de las neuronas afectadas por la enfermedad de Alzheimer en etapa temprana en ratones antes de la muerte de las células nerviosas, algo que es importante al mapear los mecanismos de la enfermedad. Oxana Klementieva cree que la nueva tecnología también se puede utilizar para estudiar estructuras de proteínas relacionadas con otras enfermedades que afectan al cerebro, como la enfermedad de Parkinson, la demencia con cuerpos de Lewy y la demencia del lóbulo frontal.
Gunnar Gouras, profesor de neurología experimental en la Universidad de Lund que también participó en el estudio, cree que los cambios tecnológicos como este son necesarios para que los investigadores puedan comprender las enfermedades complejas que afectan al cerebro. Señala que Suecia está a la vanguardia del desarrollo de nuevas formas de medir biomarcadores y diagnosticar, pero que todavía no comprendemos cómo y qué mecanismos de la enfermedad degradan las células nerviosas.
“La razón por la que aún no tenemos tratamientos efectivos para la enfermedad de Alzheimer tiene que ver con la complejidad del cerebro”, dice Gunnar Gouras.
Para poner esta complejidad en perspectiva, compara el cerebro con el corazón.
“El corazón en sí mismo es un músculo complejo y, como todos nuestros otros órganos, está controlado por el cerebro; por lo tanto, las células nerviosas del cerebro se extienden por todo el cuerpo. Es extremadamente complejo. Este método de imagen brinda una oportunidad única para estudiar la complejidad de una manera que no podíamos hacer antes”, concluye Gunnar Gouras.
Publicación en ciencia avanzada: enfermedad de Alzheimer: imágenes infrarrojas de superresolución de agregados de amiloide polimórficos directamente en las neuronas
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.