Los científicos de Johns Hopkins Medicine dicen que los resultados de un nuevo estudio están avanzando en los esfuerzos para explotar un nuevo objetivo para la enfermedad de Alzheimer: una proteína que fabrica un gas importante en el cerebro.
por la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins
Los experimentos realizados en ratones modificados genéticamente refuerzan que la proteína cistationina γ-liasa o CSE (comúnmente conocida por producir gas de sulfuro de hidrógeno responsable del mal olor de los huevos podridos) es fundamental para la formación de la memoria, dice Bindu Paul, MS, Ph.D., profesor asociado de farmacología, psiquiatría y neurociencia en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, quien dirigió el estudio.
La nueva investigación, publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences , fue diseñada para comprender mejor la biología básica de la proteína y su valor como un nuevo objetivo para medicamentos que estimulan la expresión de CSE en las personas para ayudar a mantener las células cerebrales sanas y retrasar las enfermedades neurodegenerativas.
Estudios previos han señalado al sulfuro de hidrógeno como protector neuronal en ratones, afirma Paul. Sin embargo, dado que este gas es tóxico en dosis altas y, por lo tanto, no es seguro para su uso directo en el cerebro, los investigadores deben trabajar para comprender mejor cómo mantener de forma segura los niveles de este gas en los niveles infinitamente bajos presentes en las neuronas, afirman los científicos.
Hallazgos en ratones modificados genéticamente
El nuevo trabajo muestra que los ratones modificados genéticamente para carecer de la enzima CSE experimentan pérdida de memoria y aprendizaje y muestran un mayor estrés oxidativo, daño en el ADN y una integridad comprometida de la barrera hematoencefálica, características distintivas de la enfermedad de Alzheimer, dice Paul, el autor correspondiente del artículo.
Estos experimentos recientes surgieron de un informe de 2014 del laboratorio de Solomon Snyder, MD, D.Sc., D.Phil., profesor emérito de neurociencia, farmacología y psiquiatría, en el que se demostró que la CSE beneficia la salud cerebral en ratones con enfermedad de Huntington.
Para ello, los científicos utilizaron ratones modificados genéticamente que carecían de la proteína CSE, generada originalmente en 2008, cuando se demostró que la CSE era importante para la función vascular y la regulación de la presión arterial . En 2021, el equipo demostró que la CSE funcionaba mal en ratones con Alzheimer y que pequeñas inyecciones de sulfuro de hidrógeno ayudaban a proteger la salud cerebral.
Sin embargo, esos estudios previos se llevaron a cabo en ratones modificados genéticamente con otras mutaciones que se sabe que causan enfermedades neurodegenerativas y no se centraron en la CSE en sí.
«Este trabajo más reciente indica que la CSE por sí sola desempeña un papel importante en la función cognitiva y podría brindar una nueva vía para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer», afirma el coautor Snyder, quien se jubiló de la facultad de Medicina de Johns Hopkins en 2023.
Experimentos sobre la memoria y la salud cerebral
Utilizando la misma línea de ratones carentes de CSE del estudio de 2008, en este estudio reciente, los científicos compararon la memoria espacial (capacidad de recordar instrucciones y seguir señales) en ratones carentes de CSE y en ratones normales.
En los experimentos, los científicos colocaron ratones en una plataforma conocida como el laberinto de Barnes, donde aprendieron a buscar refugio cuando aparecía una luz brillante. A los dos meses, tanto los ratones sin CSE como los normales evitaron la luz brillante y encontraron refugio consistentemente en un período de tres minutos. Sin embargo, a los seis meses, estos ratones sin CSE no lograron encontrar la ruta de escape, mientras que los ratones normales de seis meses continuaron haciéndolo.
«La disminución de la memoria espacial indica una aparición progresiva de enfermedad neurodegenerativa que podemos atribuir a la pérdida de CSE», dice la primera autora Suwarna Chakraborty, investigadora del laboratorio de Paul.
Se cree que las alteraciones en la formación de nuevas neuronas en la región cerebral del hipocampo (esencial para el aprendizaje y la memoria) son un sello distintivo de las enfermedades neurodegenerativas, según los científicos. Mediante técnicas bioquímicas y analíticas, los investigadores determinaron que las proteínas relacionadas con la neurogénesis se expresaban con menor frecuencia o no se expresaban en absoluto en ratones sin CSE, en comparación con ratones normales.
Luego, utilizando microscopios electrónicos de alta potencia, los científicos observaron los cerebros de ratones sin CSE y encontraron grandes roturas en los vasos sanguíneos, lo que indicaba que habían sufrido daño en la barrera hematoencefálica, otro síntoma observado en personas con Alzheimer. Además, las nuevas neuronas tenían dificultades para migrar a la región del hipocampo, donde normalmente ayudarían a formar nuevos recuerdos.
«Los ratones que carecían de CSE estaban comprometidos en múltiples niveles, lo que se correlacionaba con los síntomas que vemos en la enfermedad de Alzheimer», dice el coautor principal Sunil Jamuna Tripathi, investigador del laboratorio de Paul.
Posibles implicaciones para el tratamiento del Alzheimer
Más de seis millones de personas en Estados Unidos padecen la enfermedad de Alzheimer, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., y su prevalencia está en aumento. Hasta la fecha, no existen curas ni tratamientos que hayan demostrado ralentizar de forma constante la progresión de la enfermedad. El aprovechamiento del CSE y su producción de sulfuro de hidrógeno podría ser una vía para obtener beneficios terapéuticos, afirman los científicos.
Más información
Suwarna Chakraborty et al., La cistationina γ-liasa es un importante regulador de la función cognitiva a través de la señalización de neurotrofinas y la neurogénesis, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2528478122
Nota editorial:
Este artículo ha sido elaborado con fines divulgativos a partir de información pública y fuentes especializadas, adaptado al enfoque editorial del medio para facilitar su comprensión y contextualización.
