Astronomía, divulgación, descubrimientos, ecología, innovación...
NUEVO ESTUDIO
Apenas estamos empezando a ver cómo se podría aplicar este conocimiento al envejecimiento cerebral y a las enfermedades neurodegenerativas.
El mecanismo es, en verdad, bastante sencillo. Durante el proceso metabólico que permite que la célula procese los nutrientes de los alimentos, cada célula tiene una tarea. En el caso de las células del hígado y de la glía (las células del tejido nervioso) el procesamiento de los alimentos tiene como fin enviar energía al cerebro. Un proceso que recibe el nombre de cetogénesis y culmina con la producción de los conocidos como cuerpos cetónicos.
La particularidad de estos cuerpos es que ayudan a dar combustible a nuestro cerebro durante el ayuno, pero también desempeñan funciones en los mecanismos vinculados al envejecimiento celular. Así, los cuerpos cetónicos, podrían considerarse como semáforos que marcan el paso de los años para el cerebro. Y la llegada de la temida enfermedad de Alzheimer.
Un nuevo estudio, liderado por científicos del Instituto Buck y publicado en Cell Chemical Biology, demuestra que los cuerpos cetónicos tienen efectos profundos en el proteoma (el conjunto de las proteínas de nuestro organismo) y el control de la calidad de las mismas en el cerebro.
Los autores, liderados por John Newman, se han especializado durante décadas en el estudio del Alzheimer usando modelos de ratón. Este conocimiento les llevó a descubrir que un cuerpo cetónico específico, el β-hidroxibutirato, interactúa directamente con las proteínas mal plegadas, alterando su solubilidad y estructura para que puedan eliminarse del cerebro a través del proceso de autofagia. En pocas palabras: barre las proteínas defectuosas con colaboran con el envejecimiento cerebral.
Se sabía que aumentar los cuerpos cetónicos a través de la dieta, el ejercicio y la suplementación puede ser bueno para la salud cerebral y la cognición, tanto en roedores como en humanos… Pero se desconocía cómo. "Muchos teorizaron que las mejoras basadas en los cuerpos cetónicos se debían a un aumento de energía al cerebro o una reducción en la inflamación cerebral – explica Newman -. Ahora sabemos que esa no es toda la historia. Los cuerpos cetónicos interactúan con proteínas dañadas y mal plegadas directamente, volviéndolas insolubles para que puedan ser extraídas de la célula y recicladas. Apenas estamos empezando a ver cómo se podría aplicar este conocimiento al envejecimiento cerebral y a las enfermedades neurodegenerativas".
Por ello han ido un paso más allá y, además de probar la solubilidad y la estructura cambiantes de las proteínas en tubos de ensayo, el equipo de Newman también alimentó a ratones con un éster de cetona para confirmar que los resultados del tubo de ensayo se reproducían en el cerebro de organismos vivos. En los ratones, el tratamiento con éster de cetona provocó la eliminación en lugar de la agregación patológica de proteínas insolubles. O, en pocas palabras, filtró las proteínas nocivas vinculadas al Alzheimer.
Para probar el tiempo que tomaba este tipo de efecto en el cerebro, se recurrió a un modelo mucho más "rápido", uno que pudiera evaluar el ciclo de vida en cuestión de semanas y no años. Así, el laboratorio de Newman alimentó con cuerpos cetónicos a gusanos nematodos que fueron modificados genéticamente para expresar el equivalente humano de la beta amiloide, que causa las placas amiloides... y lleva al Alzheimer.
"La beta amiloide afecta los músculos y paraliza a los gusanos – señala Sidharth Madhavan, coautor del estudio -. Una vez que fueron tratados con cuerpos cetónicos, los animales recuperaron su capacidad de nadar. Fue realmente emocionante ver un impacto tan dramático en un animal".
Madhavan ahora está investigando si los cuerpos cetónicos y los metabolitos relacionados tienen efectos similares fuera del cerebro, como en el intestino. Un próximo paso clave será probar este nuevo mecanismo de control de calidad de proteínas en personas para ayudar a orientar la mejor manera de aplicarlo en terapias.
El estudio destaca una nueva forma de regulación metabólica del control de calidad de las proteínas. "No se trata solo de cuerpos cetónicos – concluye Newman -. Probamos metabolitos similares en tubos de ensayo y un montón de ellos tuvieron efectos similares. En algunos casos, funcionaron mejor que el β-hidroxibutirato. Es hermoso imaginar que cambiar el metabolismo da como resultado esta sinfonía de moléculas que cooperan entre sí para mejorar la función cerebral".