En el Alzheimer, los sRNAs tóxicos inhiben la producción de proteínas esenciales para la supervivencia celular, lo que conduce a la muerte neuronal.

El Alzheimer y su efecto en el cerebro

El Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativa que se caracteriza por la pérdida progresiva de memoria y otras funciones cognitivas. Se estima que afecta a unos 6,7 millones de personas en EE.UU. y a unos 50 millones en todo el mundo. El Alzheimer es la causa más común de demencia, un síndrome que implica el deterioro de las capacidades mentales y la dificultad para realizar las actividades cotidianas.

El Alzheimer provoca la muerte de las neuronas, las células nerviosas que transmiten la información en el cerebro. Esto se debe a la acumulación anormal de dos tipos de proteínas: el amiloide beta y la tau. El amiloide beta forma placas que se depositan entre las neuronas y alteran su comunicación. La tau forma ovillos que se acumulan dentro de las neuronas y las dañan. Estos procesos generan inflamación, estrés oxidativo y daño en el ADN de las células cerebrales, lo que conduce a su destrucción.

El papel del ARN en las células

El ARN (ácido ribonucleico) es una molécula que transporta la información genética desde el ADN hasta los ribosomas, los orgánulos celulares encargados de fabricar las proteínas. Las proteínas son esenciales para el funcionamiento de las células, ya que realizan diversas funciones estructurales, enzimáticas, hormonales, etc.

Existen diferentes tipos de ARN según su función y su tamaño. Uno de ellos es el ARN corto o pequeño (sRNA, por sus siglas en inglés), que tiene entre 20 y 200 nucleótidos de longitud. El sRNA no codifica proteínas, sino que regula la expresión de otros genes mediante un mecanismo llamado interferencia de ARN (RNAi, por sus siglas en inglés). El RNAi consiste en que el sRNA se une a un ARN mensajero (mRNA, por sus siglas en inglés), que es el que lleva la información del ADN a los ribosomas, y lo degrada o lo bloquea, impidiendo así la síntesis de la proteína correspondiente.

Los sRNAs tóxicos y la muerte celular

Los sRNAs tóxicos son aquellos que tienen una secuencia específica que los hace capaces de unirse a múltiples mRNAs y silenciarlos, lo que implica la inhibición de la producción de muchas proteínas esenciales para la supervivencia celular. Estos sRNAs tóxicos pueden originarse por mutaciones, por estrés celular o por factores ambientales.

Los sRNAs tóxicos inducen la muerte celular mediante un proceso llamado DISE (Death Induced by Survival Gene Elimination, por sus siglas en inglés), que significa muerte inducida por la eliminación de genes de supervivencia. El DISE se activa cuando los sRNAs tóxicos silencian los genes que codifican las proteínas que protegen a las células del daño en el ADN, de la apoptosis (muerte celular programada) o de la senescencia (envejecimiento celular). Al perder estas proteínas, las células se vuelven vulnerables y mueren.

La relación entre los sRNAs tóxicos y el Alzheimer

Un estudio reciente, publicado en la revista Nature Communications, ha descubierto que los sRNAs tóxicos están implicados en la muerte de las neuronas en el Alzheimer y en el envejecimiento cerebral. Los investigadores, liderados por el bioquímico Marcus Peter, de la Universidad Northwestern de EE.UU., han identificado varios sRNAs tóxicos que se asocian con el daño en el ADN y la muerte neuronal en modelos de ratón y en cerebros humanos con Alzheimer.

Los investigadores también han encontrado que los sRNAs protectores, que son aquellos que contrarrestan la acción de los sRNAs tóxicos, disminuyen con la edad, lo que podría favorecer el desarrollo del Alzheimer. Por el contrario, las personas mayores con una memoria superior a la media, conocidas como superenvejecedores, tienen niveles más altos de sRNAs protectores en sus neuronas.

Metodología del estudio sobre sRNAs tóxicos y Alzheimer

El estudio se basó en el análisis del comportamiento del ARN en diferentes muestras biológicas, utilizando diversas técnicas y métodos. Se emplearon modelos de ratón transgénico con Alzheimer, cerebros de ratones y de humanos, tanto sanos como con Alzheimer, cerebros de superenvejecedores, neuronas aisladas de células madre de personas sanas y de personas con Alzheimer, y líneas celulares derivadas de cerebros humanos.

Resultados obtenidos e implicaciones del estudio

Los resultados del estudio demostraron que los sRNAs tóxicos están implicados en el daño en el ADN y la muerte neuronal en el Alzheimer y en el envejecimiento cerebral. Los sRNAs protectores están disminuidos en el Alzheimer y en el envejecimiento cerebral, lo que favorece la acción de los sRNAs tóxicos. Los superenvejecedores tienen niveles más altos de sRNAs protectores que las personas de su misma edad con una memoria normal o deteriorada, lo que podría explicar su resistencia al Alzheimer. La exposición a fragmentos de amiloide beta aumenta la expresión de sRNAs tóxicos y disminuye la de sRNAs protectores en las neuronas, lo que induce el daño en el ADN y la muerte celular. El aumento de los niveles de sRNAs protectores o la activación de la proteína que los produce previene el daño en el ADN y la muerte celular inducidos por el amiloide beta.

Estos resultados tienen importantes implicaciones para el conocimiento y el tratamiento del Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas, ya que revelan un nuevo mecanismo molecular implicado en la patogénesis de estas enfermedades y sugieren una nueva estrategia terapéutica basada en el aumento de los sRNAs protectores en el cerebro.

Limitaciones y retos del estudio sobre sRNAs tóxicos y Alzheimer

El estudio, aunque novedoso y prometedor, tiene algunas limitaciones y retos que se deben tener en cuenta y superar en futuras investigaciones. Entre ellos, se pueden mencionar la dificultad de trasladar los resultados obtenidos en modelos animales y celulares a la realidad humana, la necesidad de identificar y caracterizar todos los sRNAs tóxicos y protectores que intervienen en el Alzheimer y en el envejecimiento cerebral, así como sus dianas moleculares y sus mecanismos de acción, y la búsqueda de métodos eficaces y seguros para administrar los sRNAs protectores o los fármacos que los estimulen al cerebro, evitando los posibles efectos secundarios o adversos que puedan tener sobre otras células o tejidos.

Para seguir pensando

El descubrimiento de los sRNAs tóxicos y protectores en el Alzheimer y en el envejecimiento cerebral puede tener un gran impacto en la sociedad y en la ciencia. Puede mejorar la comprensión de las causas y los mecanismos del Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas, puede abrir nuevas líneas de investigación en la biología del ARN, la neurociencia y la gerontología, puede ofrecer nuevas esperanzas a los pacientes con Alzheimer y a sus familias, y puede tener implicaciones éticas, sociales y económicas. En conclusión, el estudio de los sRNAs tóxicos y protectores en el Alzheimer y en el envejecimiento cerebral es un campo prometedor que puede aportar importantes beneficios para la salud y el bienestar de las personas, así como para el progreso de la ciencia y la sociedad.