Por primera vez, los científicos han encontrado una conexión entre las anormalidades en la forma en que el cerebro descompone la glucosa, la severidad de las placas amiloides, los enredos del cerebro y la aparición de los síntomas externos del alzheimer.
En el estudio, que fue apoyado por el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento (NIA), los investigadores observaron muestras de tejido cerebral en la autopsia de los participantes en el Estudio Longitudinal del Envejecimiento de Baltimore (BLSA), uno de los estudios científicos más antiguos del mundo sobre envejecimiento humano.
Además de esto, midieron los niveles de glucosa en diferentes regiones del cerebro, algunos vulnerables a la patología de la enfermedad del alzheimer, como la corteza frontal y temporal, y algunos que son resistentes, como el cerebelo. Asimismo, analizaron varios grupos de participantes de BLSA: aquellos con síntomas de alzheimer durante toda su vida y con patología confirmada de la enfermedad (placas de proteína beta amiloide y ovillos neurofibrilares) y personas sin síntomas durante la vida pero con niveles significativos de patología de alzheimer encontrados en el cerebro después de morir.
Entre los hallazgos, encontraron anomalías distintas en la glucólisis, el principal proceso por el cual el cerebro descompone la glucosa, con pruebas que relacionan la gravedad de las anomalías con la gravedad de la patología del alzheimer. Las tasas más bajas de glucólisis y los niveles más altos de glucosa en el cerebro se correlacionan con placas y enredos más graves que se encuentran en los cerebros de las personas con esta enfermedad. Las reducciones más severas en la glucólisis cerebral también se relacionaron con la expresión de los síntomas de la enfermedad del alzheimer durante su vida, por ejemplo: problemas con la memoria.
"Durante algún tiempo, los investigadores han pensado en los posibles vínculos entre la forma en que el cerebro procesa la glucosa y el alzheimer", dijo el director del NIA, Richard J. Hodes. "Una investigación como ésta implica un nuevo pensamiento sobre cómo investigar estas conexiones en la búsqueda intensiva de mejores y más efectivas maneras de tratar o prevenir la enfermedad del alzheimer”.
Si bien las similitudes entre la diabetes y el alzheimer se han sospechado durante mucho tiempo, han sido difíciles de evaluar, ya que la insulina no es necesaria para que la glucosa ingrese al cerebro o en las neuronas. El equipo rastreó el uso del cerebro de la glucosa midiendo las proporciones de los aminoácidos serina, glicina y alanina en glucosa, lo que les permitió evaluar las tasas de los pasos clave de la glucólisis. Descubrieron, además, que las actividades de las enzimas que controlan estos pasos clave de la glucólisis, eran más bajas en los casos de alzheimer en comparación con las muestras normales de tejido cerebral. Además, la actividad enzimática más baja se asoció con una patología de alzheimer más grave en el cerebro y en el desarrollo de los síntomas.
Luego, utilizaron la proteómica y la medición a gran escala de las proteínas celulares, para contar los niveles de GLUT3, una proteína transportadora de glucosa en las neuronas. Descubrieron que los niveles de GLUT3 eran más bajos en los cerebros con patología de alzheimer en comparación con los cerebros normales, y que estos niveles también estaban relacionados con la gravedad de los enredos y las placas. Finalmente, el equipo verificó los niveles de glucosa en la sangre de los participantes del estudio años antes de morir, encontrando que los mayores aumentos en los niveles de glucosa en la sangre se correlacionaban con mayores niveles de glucosa cerebral al morir.
"Estos hallazgos apuntan a un nuevo mecanismo que podría ser el objetivo en el desarrollo de nuevos tratamientos para ayudar al cerebro a superar los defectos de la glucólisis en la enfermedad del alzheimer", dijo Madhav Thambisetty, M.D., Ph.D., investigador y jefe de la Unidad de Neurociencia Clínica y Traslacional en el Laboratorio de Neurociencia Conductual del NIA.
Los investigadores advirtieron que todavía no está del todo claro si las anomalías en el metabolismo de la glucosa del cerebro están vinculadas definitivamente a la gravedad de los síntomas de la enfermedad de alzheimer o a la velocidad de la progresión de la enfermedad. Los próximos pasos, incluyen el estudio de anomalías en otras vías metabólicas relacionadas con la glucólisis para determinar cómo se pueden relacionar con la patología del alzheimer en el cerebro.
