La capacidad del sistema inmunitario para destruir las proteínas relacionadas con el Alzheimer fluctúa con el ritmo circadiano diario – ScienceDaily

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La capacidad del cerebro para eliminar una proteína estrechamente relacionada con el Alzheimer está relacionada con nuestro ciclo circadiano, según una investigación publicada hoy en Genética PLOS. La investigación subraya la importancia de los hábitos de sueño saludables para evitar que la proteína beta-amiloide 42 (AB42) se acumule en el cerebro y allana el camino para posibles tratamientos para el Alzheimer.

«La regulación circadiana de las células inmunitarias juega un papel en la intrincada relación entre el reloj circadiano y la enfermedad de Alzheimer», dijo Jennifer Hurley, experta en ritmo circadiano y profesora asociada de ciencias biológicas en el Instituto Politécnico Rensselaer. «Esto nos dice que un sueño saludable podría ser importante para aliviar algunos de los síntomas de la enfermedad de Alzheimer y este efecto beneficioso podría ser impartido por un tipo de célula inmunitaria llamada macrófagos/microglía».

La investigación se llevó a cabo en el Centro Rensselaer de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios, que se enfoca en enfermedades neurodegenerativas. El Dr. Hurley trabajó con los profesores de Rensselaer, Robert Linhardt, un experto en glicanos e inventor de la heparina sintética, y Chunyu Wang, cuya investigación en curso ha detallado varios mecanismos en la producción y diseminación de proteínas implicadas en el Alzheimer.

«Este conocimiento revela un nuevo mecanismo y vía para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer a través de un enfoque interdisciplinario, y es emblemático de la fortaleza de CBIS en investigación y descubrimiento y brinda una nueva perspectiva sobre la salud y el bienestar humano», dijo Deepak Vashishth, director de la CBI.

El sistema circadiano está compuesto por un núcleo de proteínas reloj que anticipan el ciclo día/noche provocando fluctuaciones diarias en los niveles de enzimas y hormonas, afectando en última instancia parámetros fisiológicos como la temperatura corporal y la respuesta inmune. La interrupción del sistema circadiano se asocia cada vez más con enfermedades como la diabetes, el cáncer y el Alzheimer.

Un signo revelador de la enfermedad de Alzheimer son las placas, grupos extracelulares de AB42 en el cerebro. Los macrófagos (conocidos como microglia cuando residen en el cerebro), que son células inmunitarias que buscan y destruyen material no deseado, eliminan AB42 del cerebro al ingerirlo en un proceso llamado fagocitosis. En investigaciones anteriores, el Dr. Hurley y sus colaboradores del Royal College of Surgeons de Irlanda estudiaron el control circadiano de los macrófagos, acumulando un conjunto de datos completo que les permitió ver qué proteínas y ARN de macrófagos oscilan con un ritmo circadiano. Los investigadores notaron oscilaciones en las enzimas que ayudan a producir dos proteínas en la superficie celular de los macrófagos: proteoglicano heparán sulfato y proteoglicano condroitín sulfato, los cuales se sabe que desempeñan un papel en la regulación de la eliminación de AB42.

¿Podrían estos proteoglicanos de la superficie celular ser un vínculo entre el sistema circadiano y el Alzheimer? En una serie de elegantes experimentos que probaron esta hipótesis, el equipo determinó que la cantidad de AB42 ingerida por macrófagos sanos fluctúa a un ritmo circadiano diario. Ese patrón no ocurrió en los macrófagos sin un reloj circadiano. También midieron las fluctuaciones diarias en los niveles de proteoglicanos de sulfato de heparán y proteoglicanos de sulfato de condroitina producidos en la superficie de las células macrófagas con ciclos circadianos saludables. El pico de eliminación de AB42 se produjo porque la producción de proteoglucanos de las células de la superficie estaba en el nivel más bajo y la eliminación de estos proteoglucanos aumentó la ingestión, lo que sugiere que los proteoglucanos inhiben la eliminación de AB42.

«Lo que está claro es que todo esto está cronometrado por el reloj circadiano», dijo el Dr. Hurley. «Cuando hay muchos de estos proteoglicanos en la superficie celular, los macrófagos no ingieren AB42. No estamos seguros de por qué, pero definitivamente existe una relación».

Esta relación podría utilizarse para desarrollar terapias que fomenten una mayor eliminación de AB42, posiblemente aumentando la amplitud de las oscilaciones diarias, que tienden a disminuir con la edad.

«En teoría, si pudiéramos aumentar esa tasa, tal vez podríamos aumentar la eliminación de AB42 y prevenir el daño cerebral», dijo el Dr. Hurley.

En Rensselaer, Hurley, Linhardt y Wang se unieron en la investigación a Gretchen T. Clark, Yanlei Yu, Cooper A. Urban, Fuming Zhang y Guo Fu, quien ahora se encuentra en la Academia de Ciencias de China. «Control circadiano de los niveles de sulfato de heparán Momento de la fagocitosis de los agregados de beta amiloide«fue producido con el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias y la Fundación Warren Alpert.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Politécnico Rensselaer. Original escrito por Mary L. Martilay. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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