Nuevos resultados centran la atención en las terapias con BDNF
Algunos hallazgos inesperados sugieren nuevas formas de apuntar a un viejo objetivo en la EH
Las células del cerebro dependen del apoyo mutuo para mantenerse vivas. Los nutrientes llamados
Alimento para el cerebro
Ciertas células cerebrales, llamadas neuronas, funcionan enviándose mensajes entre sí y utilizando estos mensajes para realizar cálculos. Cada actividad en el reino animal, desde un gusano arrastrándose por el barro hasta un humano escribiendo un poema, depende de que estas células se comuniquen entre sí. En las conexiones entre las neuronas, llamadas sinapsis, los mensajes químicos fluyen rápidamente desde las células emisoras a las receptoras.
Los mensajes químicos enviados entre las neuronas se denominan normalmente neurotransmisores; subyacen a las comunicaciones que se producen en el cerebro de milisegundo a milisegundo. Superpuestos a esta jerga de neurotransmisores hay otros mensajes químicos enviados por una célula y recibidos por otra. Al igual que un solo cable de su compañía de cable puede transportar múltiples canales, más de un tipo de comunicación se produce a través de las sinapsis entre las neuronas.
Uno de estos canales alternativos transporta señales que los científicos llaman factores neurotróficos. Se trata de sustancias químicas grandes y complejas que, a diferencia de los neurotransmisores que median la comunicación regular de las células cerebrales, prácticamente solo dicen una cosa: «¡mantente vivo!».
Esto parece un poco extraño: ¿por qué las células cerebrales querrían morir alguna vez? En realidad, una de las cosas más extrañas del cerebro humano es que aproximadamente la mitad de las células que nacen en el cerebro mueren antes de llegar a la edad adulta. Esto parece un desperdicio, pero es un proceso que ha sido seleccionado por la evolución para mantener nuestros cerebros llenos de neuronas sanas y bien conectadas.
Incluso en el cerebro adulto, una célula separada de sus vecinas simplemente muere. Una de las principales formas en que nuestros cerebros controlan este proceso es programando las células cerebrales de tal manera que las hace ‘adictas’ a las grandes sustancias químicas liberadas en las sinapsis, junto con los neurotransmisores normales. Debido a que su trabajo es mantener las neuronas sanas, los científicos llaman a estas sustancias químicas críticas factores neurotróficos (-trofe es griego para ‘nutrir’ o ‘alimentar’).
Como resultado de este diseño aparentemente extraño, nuestros cerebros son un guiso burbujeante constante de factores neurotróficos, cada neurona gritando constantemente a sus vecinas: «¡Oye! ¡Mantente vivo!»
Existe un gran número de factores neurotróficos, con una confusa sopa de letras de acrónimos para identificarlos (BDNF, GDNF, CNTF, TNF, TGF y así sucesivamente). Uno de estos factores, llamado ‘factor neurotrófico derivado del cerebro’, o BDNF, es de particular interés para la enfermedad de Huntington.
Circuitos críticos en el cerebro con EH
La EH se asocia con patrones muy específicos de muerte celular en el cerebro. En lo profundo de la superficie del cerebro, un pequeño grupo de células llamado estriado parece ser la región más vulnerable, degenerando casi por completo durante la vida de una persona con EH.
Así como la mayoría de las regiones del cerebro están conectadas entre sí en circuitos complejos, el estriado recibe entradas de la corteza, la característica superficie arrugada más obvia desde el exterior del cerebro. Los científicos creen que la ruptura en la comunicación entre estas dos partes del cerebro, la corteza y el estriado, podría explicar la mayoría de los síntomas de la EH.
Al igual que con muchas conexiones en el cerebro, la comunicación entre la corteza y el estriado se asocia con la liberación de un factor trófico, en este caso el BDNF. Las células de la corteza alimentan a las células del estriado con BDNF, recordándoles constantemente que no mueran.
Debido a que las células cerebrales del estriado parecen tan vulnerables en los pacientes con EH, este proceso neurotrófico fue de interés para los científicos que estudian la EH. Si el suministro de BDNF desde la corteza al estriado se viera afectado de alguna manera en la EH, ¿podría eso explicar la vulnerabilidad del estriado?
Primeros trabajos sobre el BDNF
De hecho, ya en 2001, un grupo de científicos de la EH dirigido por la profesora Elena Cattaneo en Milán descubrió que las células con el gen mutante de la EH parecían producir menos BNDF. Trabajos posteriores de un equipo de científicos dirigidos por los profesores Sandrine Humbert y Frederic Saudou en Francia sugirieron que, además, las células con el gen mutante de la EH parecían tener problemas con la maquinaria encargada de transportar el BDNF.
Un gran número de estudios posteriores han sugerido que el aumento de la cantidad de BDNF en el cerebro, a través de una desconcertante variedad de métodos, mejora a los ratones con EH. Parece bastante claro que, cuando se trata de BDNF, más es mejor para las células del estriado con EH.
Nuevos hallazgos sorprendentes
Un nuevo estudio de un grupo de científicos dirigido por el profesor James Surmeier de la Northwestern University en Chicago añade detalles significativos a la historia del BDNF. El equipo de Surmeier utiliza técnicas sofisticadas para estudiar las sinapsis individuales entre las neuronas en los cerebros de ratones. Los láseres montados en sus complejos microscopios les permiten activar sinapsis individuales y estudiar cómo estas sinapsis podrían alterarse en la EH.
“Sorprendentemente, el equipo de Surmeier no encontró diferencias en la cantidad de BDNF que se produce en la corteza, ni en la cantidad que llegaba a las neuronas del estriado”
En un proceso cerebral normal como el aprendizaje, el equipo de Surmeier pudo observar el fortalecimiento y el debilitamiento de las sinapsis individuales, cambios normales que subyacen al proceso de aprendizaje.
Esta flexibilidad sináptica saludable se perdió en sinapsis específicas en ratones con EH, lo que sugiere una comunicación defectuosa entre la corteza y el estriado. ¿Qué hace que las sinapsis en el cerebro con EH sean tan resistentes a hacer su trabajo correctamente?
El equipo de Surmeier se propuso descubrir qué podría estar causando esta débil comunicación entre la corteza y el estriado. Motivado por hallazgos anteriores, el equipo examinó la liberación de BDNF.
Sorprendentemente, en los cerebros de ratones con EH que estudiaron, el equipo de Surmeier no encontró diferencias en la cantidad de BDNF que produce la corteza, ni en la cantidad que llegaba a las neuronas del estriado. Esto es muy diferente de lo que habían observado otros grupos.
No eres tú, soy yo
¿Significa esto que el BDNF no importa? El equipo de Surmeier profundizó un poco más, observando los tipos de cambios que ocurren dentro de las células receptoras cuando el BDNF llega a ellas.
Para que las sustancias químicas como los neurotransmisores y los factores tróficos tengan un efecto en una célula receptora, deben ser reconocidos en el lado receptor. Este reconocimiento se logra cuando la célula receptora produce un receptor específico para cada señal específica. En este caso, si el BDNF es la llave, los ‘receptores de BDNF’ son los agujeros de la cerradura en la superficie de la célula en los que encaja.
Como si esta historia no fuera ya lo suficientemente complicada, el BDNF en realidad tiene tres (¡o más!) agujeros de cerradura diferentes en los que puede encajar en la superficie de la célula receptora. La naturaleza trabaja de maneras misteriosas y, tal vez con el objetivo final de mantener esas neuronas sanas y bien conectadas, algunos receptores de BDNF envían los mensajes críticos de ‘mantente vivo’, mientras que otros le dicen a la célula: «¡puedes morir ahora!».
Gracias, naturaleza, por ser tan complicada.
Aquí está la versión simplificada de lo que descubrió el equipo de Surmeier: Las células de la corteza de los ratones con EH estaban produciendo suficiente BDNF. Las células del estriado de los ratones con EH estaban recibiendo tanta señal de ‘mantente vivo’ como las de los ratones normales. Pero los ratones con EH también estaban recibiendo una dosis extra del mensaje de ‘muere ahora’ que el BDNF puede enviar.
Cuando bloquearon los receptores de BDNF que inician el mensaje de ‘muere ahora’, los científicos descubrieron que las células estriatales de los ratones con EH se volvieron más flexibles, pareciéndose más a las de los ratones normales.
¿Son buenas o malas noticias?
El informe de Surmeier y su equipo podría, a primera vista, parecer que confunde las cosas. Cuando se propusieron estudiar el BDNF, esperaban encontrar un tipo específico de disfunción, y en realidad encontraron algo bastante diferente.
Pero en realidad se trata de un gran avance, porque nos ayuda a entender con mucho más detalle lo que está sucediendo con el BDNF en estos ratones con EH. Los estudios futuros aclararán por qué los diferentes tipos de ratones con EH han proporcionado resultados diferentes, lo que probablemente ayudará a los científicos a comprender mejor el papel del BDNF en la EH.
Lo más emocionante es que este estudio ha proporcionado una nueva diana para el desarrollo de fármacos contra la EH. En lugar de tratar de bombear la cantidad de BDNF en el cerebro, los científicos podrían ser capaces de simplemente bloquear el receptor específico de BDNF que les dice a las células que ‘mueran ahora’. Debido a que la señalización de BDNF a través del canal de ‘mantente vivo’ todavía estaba ocurriendo, podríamos predecir que este tipo de tratamiento mejoraría a los ratones con EH. Esté atento a más trabajos interesantes sobre el BDNF en el futuro.
