La estimulación visual reduce depósitos de placas amiloides en un modelo en ratón de Alzhéimer

Amparo Tolosa, Genotipia

Un nuevo estudio, dirigido por investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts  acaba de profundizar en los mecanismos por los que la luz podría resultar efectiva en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer.

Las ondas gamma son oscilaciones de la actividad neuronal producidas a determinada frecuencia (entre 30 y 80 Hz) que se han relacionado con diversas funciones cognitivas. El estudio de pacientes con enfermedad de Alzheimer, así como de diversos modelos  en ratón de la enfermedad, ha indicado que una de las características del Alzhéimer es la reducción en este tipo de ondas.

estimulación visual Alzheimer
Pérdida de conexiones neriviosas entre las células de los pacientes con Alzhéimer. Imagen: Instituto Nacional de Envejecimiento (NIA), EEUU.

Puesto que las ondas gamma se producen como resultado de la actividad neuronal, en estudios previos los investigadores se preguntaron si modificando esta actividad sería posible inducir una mejora en el fenotipo de la enfermedad. Así, a partir de diversos experimentos encontraron que el aumento de las ondas gamma, ya fuera mediante la modificación genética  o a través de la estimulación visual con patrones lumínicos específicos, reducía la carga de proteína amiloide en modelos de ratón. Sin embargo, hasta el momento se desconocían muchos de los detalles moleculares o los tipos celulares que intervenían en este proceso.

En un nuevo estudio, un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts acaba de demostrar que la estimulación visual extiende sus efectos a diferentes áreas cerebrales,  proporciona neuroprotección a ratones modelo de la enfermedad de Alzhéimer e induce cambios en su comportamiento acordes con una mejora de los síntomas.

Los investigadores utilizaron la estimulación sensorial dirigida a aumentar las oscilaciones gamma (denominada GENUS) en dos modelos diferentes de Alzhéimer en ratón. Por una parte, utilizaron un modelo de ratones programados genéticamente para expresar una versión de la proteína Tau que lleva a la formación de depósitos tóxicos para las neuronas. Por otra, utilizaron ratones con una forma de la proteína p25 que causa neurodegeneración.

El primer resultado de los investigadores fue la observación de que la estimulación visual modula la actividad neuronal de diversas áreas cerebrales, entre las que se incluyen la corteza cerebral visual, la corteza cerebral somatosensorial, el córtex prefrontal y el hipocampo. Además, en ambos modelos de ratón la estimulación visual (de una hora al día durante varias semanas) en las primeras etapas de neurodegeneración redujo significativamente la muerte neuronal en diversas regiones cerebrales de los animales.

El equipo analizó la expresión génica en diferentes tipos celulares y regiones del cerebro y encontró que el aumento de ondas gamma inducido por la estimulación visual inducía cambios de expresión, no solo en las neuronas sino también en la microglía. Estos cambios de expresión eran acordes a una reducción en la respuesta inflamatoria  lo que apuntaba a que la neuroprotección inducida por el aumento de las ondas gamma podía estar mediada por este tipo celular. Por otra parte, los cambios de actividad génica observados en neuronas apuntan a que la estimulación visual característica de GENUS influye en múltiples genes y proteínas que regulan las funciones sinápticas, relacionadas con la comunicación entre neuronas, independientemente de la existencia de un proceso de neurodegeneración.

Por último, los investigadores encontraron que el tratamiento con GENUS mejora la memoria especial no solo los animales modelo para la neurodegeneración sino también en ratones sanos de edad avanzada.

Los resultados obtenidos en el trabajo profundizan en los mecanismos por los que la estimulación visual e inducción de oscilaciones gamma en el cerebro pueden tener un efecto neuroprotector en animales modelo para una enfermedad neurodegenerativa. Los autores del trabajo reconocen que todavía quedan muchas preguntas que responder. Sin embargo, mantienen que los resultados obtenidos “apoyan la idea de que la manipulación de oscilaciones neuronales podría representar una estrategia prometedora  para aliviar los cambios patológicos y déficits en el comportamiento asociados a los trastornos neurológicos”.

Investigación original: Adaikkan C, et al. Gamma Entrainment Binds Higher-Order Brain Regions and Offers Neuroprotection. Neuron. 2019. Doi: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2019.04.011

Fuente: Why visual stimulation may work against Alzheimer’s. http://news.mit.edu/2019/why-visual-stimulation-alzheimers-0507

 

 

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