Mezcla de nutrientes mejora la memoria en pacientes con Alzheimer temprano

Sinapsis, una conexión entre células cerebrales.
Sinapsis, una conexión entre células cerebrales.
Imagen: Christine Daniloff

En pruebas clínicas, una mezcla desarrollada en el MIT parece ayudar a vencer la pérdida de conexiones entre las células del cerebro.

Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).

Una prueba clínica de un tratamiento para la enfermedad de Alzheimer desarrollado en el MIT ha encontrado que el cóctel de nutrientes puede mejorar la memoria en pacientes con Alzheimer temprano. Los resultados confirman y expanden los descubrimientos de una prueba anterior del suplemento nutricional, que está desarrollado para promover nuevas conexiones entre células cerebrales.

Los pacientes de Alzheimer gradualmente pierden esas conexiones, conocidas como sinapsis, llevando a la pérdida de memoria y otras deficiencias cognitivas. El suplemento, conocido como Souvenaid, parece estimular el crecimiento de nuevas sinapsis, dice Richard Wurtman, el distinguido profesor en el MIT quien inventó la mezcla de nutrientes.

“Quieres aumentar el número de sinapsis, no mediante alentar su degradación – aunque por supuesto también te encantaría hacer eso – sino incrementando la formación de sinapsis,” dice Wurtman.

Para hacer eso, a Wurtman se le ocurrió hacer una mezcla de tres compuestos dietarios naturales: colina, uridina y ácido docosahexaenoico (DHA) de la serie omega-3. La colina puede ser encontrado en una variedad de fuentes, incluyendo el pescado, huevos, lino y carne de animales que se alimentan de pasto. La uridina es producida por el hígado y el riñón, y está presente en algunas comidas como un componente del ácido ribonucleico (ARN).

Estos nutrientes son precursores de las moléculas lípidas que, junto con proteínas específicas, forman las membranas de las células cerebrales, lo que forma sinapsis. Para ser efectivo, los tres precursores deben de ser administrados juntos.

Resultados de la prueba clínica, conducidos en Europa, aparecen en la edición del 10 de julio del Diario de la Enfermedad de Alzheimer (Journal of Alzheimer’s Disease). Los nuevos hallazgos son alentadores por que muy pocas pruebas clínicas han producido mejoras consistentes en los pacientes de Alzheimer, dice Jeffrey Cummings, director del Centro Lou Ruvo para la Salud Cerebral de la Clínica de Cleveland.

“La pérdida de memoria es la característica central del Alzheimer, así que algo que mejora la memoria sería de gran interés,” dice Cummings, quien no fue parte del equipo investigador.

Los planes para el lanzamiento comercial del suplemento no están finalizados, de acuerdo a Nutricia, la compañía probando y comercializando Souvenaid, pero probablemente esté disponible en Europa primero. Nutricia es la división especializada en el cuidado de la salud de la compañía de alimentos Danone, conocida como Dannon en los Estados Unidos.

Formando conexiónes

Espinas Dendríticas
Espinas Dendríticas

A Wurtman se le ocurrió por primera vez la idea de enfocarse en la pérdida de sinapsis para combatir el Alzheimer hace alrededor de 10 años. En estudios animales, el mostró que este cóctel dietario aumentaba el número de espinas dendríticas, o pequeños afloramientos en las neuronas membranas, encontradas en las células cerebrales. Estas espinas son necesarias para formar nuevas sinapses entre neuronas.

Tras los exitosos estudios animales, Philip Schelten, director del Centro de Alzheimer en el Centro Médico Universitario UV en Amsterdam, llevó a cabo una prueba clínica en Europa involucrando a 225 pacientes con Alzheimer leve. Los pacientes bebieron Souvenaid o una bebida de control diariamente por tres meses.

Ese estudio, reportado por primera vez en el 2008, encontró que 40 por ciento de los pacientes que consumieron la bebida mejoraron en una prueba de memoria verbal, mientras que 24 por ciento de los pacientes que recibieron la bebida de control mejoraron su rendimiento.

El nuevo estudio, desarrollado en varios países Europeos y supervisado por Scheltes como investigador principal, siguió a 259 pacientes por seis meses. Los pacientes, ya sea que tomaran Souvenaid o un placebo, mejoraron el desempeño de su memoria verbal durante los primeros tres meses, pero los pacientes con placebo se deterioraron durante los siguientes tres meses, mientras que los pacientes con Souvenaid continuaron mejorando. Para esta prueba, los investigadores usaron pruebas de memoria más exhaustivas tomadas de la batería de pruebas neuropsicológicas, comúnmente usadas paras evaluar a los pacientes de Alzheimer en investigación clínica.

Los pacientes mostraron una alta taza de conformidad: Alrededor del 97 por ciento de los pacientes siguieron el régimen a lo largo del estudio, y ningún efecto secundario serio fue visto.

Ambas pruebas clínicas fueron patrocinadas por Nutricia. El MIT ha patentado la mezcla de nutrientes usados en el estudio, y Nutricia tiene la licencia exclusiva sobre la patente.

Patrones cerebrales

Tomografía por emisión de positrones
Tomografía por emisión de positrones

En el nuevo estudio, los investigadores usaron electroencefalografía (EEG – Electroencephalography) para medir como los patrones de actividad cerebral de los pacientes cambiaron a través del estudio. Encontraron que conforme las pruebas progresaban, los cerebros de los pacientes recibiendo suplementos comenzaron a cambiar de patrones típicos de demencia a patrones más normales. Debido a que los patrones en un EEG reflejan la actividad sináptica, esto sugiere que la función sináptica aumentó como resultado del tratamiendo, dicen los investigadores.

Los pacientes entrando en este estudio estaban el las etapas tempranas de la enfermedad de Alzheimer, obteniendo un promedio de 25 en una escala de demencia que va del 1 al 30, con el 30 siendo lo normal. Una prueba previa encontró que el cóctel suplemento no funciona en pacientes con Alzheimer en una etapa más avanzada. Esto tiene sentido, dice Wurtman, por que los pacientes con demencia más avanzada probablemente ya han perdido muchas neuronas, así que no pueden formar nuevas sinapsis.

Una prueba de dos años involucrando pacientes que no tienen Alzheimer, pero que están comenzando a mostrar discapacidad cognitiva, está ahora en proceso. Si la bebida parece ayudar, podría ser usada en gente que da positivo para señales tempranas de Alzheimer, antes de que los síntomas aparezcan, dice Wurtman. Dichas pruebas, que incluyen escaneo PET (Positron Emission Tomography – Tomografía por Emisión de Positrones) del hipocampo, son raramente realizadas ahora por que no hay buenos tratamientos de Alzheimer disponibles.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)

Dinámica de la sinapsis inhibidora y exitadora en el cerebro

Sinapsis dynamics
Imagen: Len Rubenstein

El cerebro se adapta al entorno en parte por modificar y reacomodar persistentemente las diversas conexiones sinápticas entre neuronas. Estos cambios incluyen fortalecer o debilitar vínculos existentes, así como formar y eliminar sinapsis – ajustes a largo plazo que son requeridos para el aprendizaje y la memoria.

David Vaughn – Picower Institute for Learning and Memory. Original (en inglés).

Debido a que las sinapsis exitadoras en neuronas exitables están localizadas en pequeñas protusiones llamadas espinas dendríticas, estudios tempranos usaron dinámica de espina dendrítica para monitorear el remodelado de sinapsis exitadoras en vivo. Sin embargo, la falta de sustitutos morfológicos para sinapsis inhibidoras ha impedido su observación, y aunque la interacción entre transmisión exitadora e inhibidora mantiene un papel crítico en la plasticidad del cerebro, la incapacidad de monitorear la dinámica de la sinapsis inhibidora ha hecho imposible el examinar cómo corresponden con los cambios exitadores.

La entrada sensorial impacta la actividad sináptica

Un nuevo estudio hecho en conjunto por Elly Nedivi, del Instituto Picower para el aprendizaje y la memoria, sus estudiantes Jerry Chen y Katherine Villa del Departamento de Biología, y sus colegas Jae Won Cha y Peter So del Departamento de Ingeniería Mecánica en el MIT (Massachusetts Institute of Technology – Instituto Tecnológico de Massachusetts), así como el colaborador Yoshiyuki Kubota del Instituto Nacional para las Ciencias Fisiológicas en Japón, caracteriza la distribución de sinapsis inhibidoras a lo largo de las neuronas del cerebro y muestra que están divididas en dos poblaciones, una en espinas dendríticas adyacentes a una sinapsis exitadora, la otra en un eje dendrítico. Entonces midieron ellos la kinética del remodelado de las dos poblaciones durante experiencias sensoriales normales y alteradas.

Los investigadores monitorearon simultáneamente sinapsis inhibidoras y espinas dendríticas a lo largo de las neuronas del cerebro usando microscopía de dos fotones de color doble en alta resolución. Sus hallazgos indican que las espinas inhibidoras y las sinapsis en el eje responden diferente durante experiencias sensoriales visuales normales y alteradas, y cuando las sinapsis inhibidoras y las espinas dendríticas de neuronas de la corteza son reacomodadas, se encuentran agrupadas, basadas en la información sensorial. Este trabajo apareció en la revista Neuron el mes pasado, el 26 de abril.

Hasta ahora, la distribución de las sinapsis inhibidoras en las células dendritas se estimaba por medio de medidas de densidad volumétricas. El nuevo estudio del MIT, sin embargo, demuestra distribución uniforme de sinapsis inhibidoras del eje – contra las sinapsis en la espina, las que son lo doble de abundantes a lo largo de dendritas apicales distales. La distribución diferencial de la espina inhibidora y las sinapsis en el eje podría reflejar su influencia en la integración de la entrada de calcio desde varias fuentes.

Distinciones kinéticas y de agrupamiento entre tipos de sinapsis

El equipo investigador también descubrió que ambos tipos de sinapsis son dinámicos, pero las sinapsis de la espina inhibidora son cuatro veces más dinámicas que sus contrapartes del eje. La privación monocular (MD – Monocular deprivation), un paradigma visual para la plasticidad, resultó en una pérdida significativa pero transitoria de sinapsis inhibidoras de la espina durante los primeros dos días de MD, mientras que la pérdida de sinapsis del eje persistieron por al menos cuatro días. Esto demuestra el impacto de la experiencia sensorial alterada y la distinción kinética entre las dos poblaciones de sinapsis.

Después, los científicos buscaron evidencia de agrupamiento local entre cambios sinápticos exitadores e inhibidores durante la experienca visual normal al realizar análisis en sinapsis inhibidoras y espinas dinámicas y estables. Encontraron que los cambios en sinapsis inhibidoras ocurren en proximidad cercana a espinas dendríticas dinámicas comparado con las espinas estables, y los cambios en las espinas dendríticas ocurren en proximidad cercana a las sinapsis inhibidoras dinámicas comparado con las estables. Los investigadores también demostraron que este patrón de agrupamiento entre sinapsis inhibidoras dinámicas y espinas dendríticas era reforzado por MD.

Los investigadores también probaron que el porcentaje de espinas dinámicas y sinapsis inhibidoras agrupadas en respuesta al MD es significativamente más alto de lo que podría esperarse basado simplemente en una presencia incrementada de sinapsis inhibidoras dinámicas. “Esto sugiere que mientras que el MD en general no cambia la tasa de rotación espinal en neuronas de la corteza, lleva a una mayor coordinación de estos eventos con dinámicas de sinapsis inhibidoras cercanas”, explica Nedivi.

Nuevos descubrimientos revelan impacto potencial en la memoria de largo plazo

La habilidad de los investigadores del MIT de distinguir entre sinapsis inhibidoras en la espina y en el eje dan una nueva perspectiva en la dinámica de la sinapsis inhibidora en la corteza visual adulta. Las pérdidas de sinapsis inhibidoras que ocurren durante experiencias visuales alteradas, notadas arriba, son consistentes con encuentros de que la privación visual produce un período de desinhibición en la corteza visual.

Adicionalmente, los resultados de este estudio del MIT proveen evidencia de que la plasticidad dependiente en experiencia en el cerebro es un proceso altamente orquestado, integrando cambios en conectividad exitadora con la eliminación activa y la formación de sinapsis inhibidoras. Esto arroja nueva luz en la importancia de coordinar los circuitos exitadores e inhibidores para ayudar a promover la memoria de largo plazo.

Reimpreso con permiso de MIT News.

Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)

Neurocientíficos identifican un controlador maestro de la memoria

Yingxi Lin
Yingxi Lin. Foto: Kent Dayton

Cuando experimentas un nuevo evento, tu cerebro codifica una memoria de este alterando la conexión entre neuronas. Esto requiere la activación de muchos genes en esas neuronas. Ahora, neurocientíficos del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) han identificado lo que podría ser un gen maestro que controla este proceso complejo. El descubrimiento no solo revela algunos de los procesos moleculares de la formación de memorias – podrían incluso ayudar a los neurocientíficos a identificar el punto exacto de las memorias en el cerebro.

El equipo de investigación, liderado por Yingxi Lin, un miembro del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro en el MIT, se enfocó en el gen Npas4, el cual previos estudios han mostrado encendiéndose inmediatamente después de nuevas experiencias. El gen es activo particularmente en el hipocampo, una estructura cerebral que se sabe que es crítica en la formación de memorias de largo término.

Lin y sus colegas encontraron que Npas4 enciende una serie de otros genes que modifican el cableado interno del cerebro al ajustar la fuerza de las sinapsis (conexiones entre neuronas). “Este es un gen que puede conectar desde la experiencia hasta el cambio eventual del circuito,” dice Lin.

Fuente:
web.mit.edu (en inglés)