Las lesiones cerebrales traumáticas aceleran la demencia

La lesión cerebral traumática puede interrumpir la función del sistema de eliminación de residuos del cerebro y, cuando esto ocurre, las proteínas tóxicas pueden acumularse en el cerebro, preparando el escenario para la aparición de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y la encefalopatía traumática crónica, según revela un estudio cuyos resultados se publican en 'Journal of Neuroscience'.

"Sabemos que la lesión cerebral traumática durante los primeros años de vida es un factor de riesgo para el desarrollo temprano de la demencia en las décadas siguientes", afirma Maiken Nedergaard, codirectora del Centro de Neuromedicina de la Universidad de Rochester, en Nueva York, Estados Unidos, y autora principal del artículo. "Este estudio muestra que estas lesiones ponen en movimiento una serie en cascada de acontecimientos que dañan la capacidad del cerebro para eliminar los residuos, lo que permite a las proteínas tau extenderse por todo el cerebro y, finalmente, llegar a niveles tóxicos", detalla.

Los hallazgos son los últimos de una serie de nuevas ideas que están cambiando fundamentalmente la forma en la que los científicos entienden los trastornos neurológicos. Estos descubrimientos fueron posibles gracias a un estudio publicado en 2012 en el que Nedergaard y sus colegas describen un sistema hasta ahora desconocido de la eliminación de desechos que es único en el cerebro y que han bautizado como el sistema glinfático.

El cerebro está esencialmente cerrado al resto del cuerpo por un complejo sistema de puertas de enlace molecular, llamado barrera sangre-cerebro, que firmemente controla lo que entra y sale del cerebro. En consecuencia, el sistema normal de eliminación de desechos del cuerpo no se extiende hasta el cerebro.

Como con el resto del cuerpo, la eliminación idónea de los residuos del cerebro es esencial para prevenir la acumulación incontrolada de proteínas tóxicas y otros desechos, pero hasta hace poco no estaba del todo claro cómo el cerebro lograba esto.

Nedergaard y sus colegas demostraron que los ratones, cuyos cerebros son muy similares a los humanos, poseen lo que equivale a un sistema de tuberías en los vasos sanguíneos para bombear fluido cerebroespinal o líquido cefalorraquídeo (CSF, por sus siglas en inglés), el líquido que rodea el cerebro, a través del tejido cerebral, lavando los residuos procedentes de los espacios entre las células del cerebro.

Estudios recientes han demostrado que el sistema glinfático está más activo durante el sueño, lo que puede explicar por qué el sueño es tan refrescante para la mente y que su función disminuye con la edad. "El fracaso del sistema glinfático puede ser una de las razones por las que el envejecimiento del cerebro es tan vulnerable a enfermedades como el Alzheimer", plantea Jeffrey Iliff, coautor del estudio, miembro del equipo de investigación de Nedergaard, y profesor asistente en la 'Oregon Health Sciences University', Estados Unidos.

"Es sorprendente que los mismos cambios que vemos en el envejecimiento del cerebro se reflejan en el cerebro joven después de una lesión cerebral traumática. Esto sugiere que estos eventos pueden ser el nexo común para la neurodegeneración entre lo que ocurre en los ancianos y lo que sucede después de un trauma cerebral", añade.

La nueva investigación se centra en el impacto que la lesión cerebral traumática tiene sobre el sistema glinfático. Se ha observado durante mucho tiempo que la proteína tau desempeña un papel importante en el daño a largo plazo en el cerebro después de un trauma. Esta proteína ayuda a estabilizar las fibras o los axones que las células nerviosas envían para comunicarse con sus vecinas.

Sin embargo, durante el trauma, un gran número de estas proteínas se separan libremente de los axones y van a la deriva en el espacio entre las células del cerebro. Una vez separadas de las células nerviosas, estas proteínas pegajosas se sienten atraídas unas por otras y, con el tiempo, forman cada vez "nudos" más grandes que pueden llegar a ser tóxicos para la función cerebral.

LA LESIÓN PROVOCA PROBLEMAS EN EL SISTEMA GLINFÁTICO

Bajo circunstancias normales, el sistema glinfático es capaz de limpiar las tau extraviadas del cerebro. Sin embargo, cuando los investigadores estudiaron los cerebros de ratones con lesión cerebral traumática, encontraron que el trauma dañó el sistema glinfático, específicamente la capacidad de los astrocitos, una célula de apoyo que se encuentra en el cerebro, para regular el proceso de limpieza.

Los astrocitos desempeñan un papel crítico en la organización del flujo del CSF en el cerebro. Las ramificaciones de las células encierran los vasos sanguíneos del cerebro creando un espacio, principalmente un tubo dentro de otro tuvo, en el que CSF puede seguir el camino de los vasos sanguíneos y fluir en el interior del cerebro.

Las ramas de los astrocitos que forman la "tubería" exterior están revestidos con un número masivo de estructuras conocidas como canales de agua o acuaporinas que ayudan a asegurar el paso eficiente de CSF a largo de los vasos sanguíneos dentro y fuera del cerebro. Los investigadores observaron que después de una lesión cerebral traumática, las acuaporinas pierden su organización, impidiendo el flujo del CFS en el cerebro.

"Con el fin de limpiar los residuos, el sistema glinfático debe bombear CFR a través del cerebro --relata Nedergaard--. Este estudio parece indicar que el sistema es muy delicado y que pequeños cambios en la organización de los canales de agua pueden hacer que se pierda la función".

Mucho tiempo después de la lesión, los investigadores observaron que no se estaba eliminando el exceso de tau de los cerebros de los animales y había comenzado a agregarse a todo el cerebro. En los animales con discapacidad en los canales de agua acuaporina, la proteína tau se acumuló mucho más rápidamente.

En una serie de experimentos para poner a prueba la memoria y habilidades cognitivas de los animales, los investigadores vieron que aquellos con lesión cerebral traumática realizaron mucho peor los tests que los controles y no mostraron ninguna mejora con el tiempo.