Descubren una asociación entre la reducción local de oxígeno en el cerebro y el Alzheimer

El estudio publicado en la revista Nature Aging, liderado por los laboratorios del Dr. Alberto Pascual (CSIC), del Grupo de Mecanismos de Mantenimiento Neuronal y del Prof. Javier Vitorica (Universidad de Sevilla/CIBERNED) del Grupo de Fisiopatología de la Enfermedad del Alzheimer en el Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS), demuestra por primera vez que la existencia de bajos niveles de oxígeno en las denominadas placas seniles del cerebro reduce la capacidad defensiva del sistema inmunológico contra la enfermedad.

En este estudio, se demuestra que existen niveles reducidos de oxígeno alrededor de las placas seniles y que esto compromete la actividad de la microglía.

Además, el estudio sugiere que esta falta de oxígeno en el cerebro potencia la acción de trastornos asociados a la enfermedad del Alzheimer que se caracterizan por tener niveles bajos de oxígeno sistémicos, como la aterosclerosis y otras enfermedades cardiovasculares.

¿Qué ocurre en el cerebro? 

Una característica de los pacientes de Alzheimer es la acumulación en su cerebro de sustancias con una elevada toxicidad, en lo que se conoce como placas seniles. El cerebro posee un sistema inmunológico cuyo componente principal son las células microgliales, unas células que se describieron y nombraron por Pío del Río Hortega, discípulo de Ramón y Cajal, hace ahora 100 años. En ausencia de daño, estas células facilitan la función de las neuronas. En respuesta a la Enfermedad de Alzheimer, la microglía defiende a las neuronas rodeando a las placas seniles, evitando su extensión en el cerebro y disminuyendo el daño.

La enfermedad de Alzheimer se ve agravada por otras patologías, como por ejemplo las enfermedades cardiovasculares, que provocan una disminución en los niveles de oxígeno en el organismo. En este estudio, se demuestra que existen niveles reducidos de oxígeno alrededor de las placas seniles y que esto compromete la actividad de la microglía. Cuando a esto se le suma la reducción en el aporte de oxígeno al cerebro debido a otras patologías sistémicas, la microglía no es capaz de proteger y se produce un aumento de la patología asociada a la enfermedad (Imagen, derecha).

Relevancia 

La enfermedad de Alzheimer es la principal causa de demencia en nuestro país y el mundo. En España, su incidencia está aumentado dramáticamente debido al envejecimiento de la población y, lamentablemente, el origen de la enfermedad es todavía desconocido.

El mecanismo propuesto en este estudio está mediado por la expresión de la molécula HIF1, cuyos descubridores recibieron el premio Nobel en Fisiología o Medicina en 2019. La subida de los niveles de HIF1 compromete la actividad mitocondrial de las células de microglía y limita su capacidad protectora contra la enfermedad.

Este estudio abre nuevas líneas de investigación para mejorar la capacidad metabólica de la microglía, lo que permitiría tener una respuesta mantenida en el tiempo contra la enfermedad. Indirectamente, el estudio apoya trabajos previos que resaltan la importancia de mantener una buena salud cardiovascular para un envejecimiento saludable.

Referencia bibliográfica:
March-Diaz et al., Hypoxia compromises the mitochondrial metabolism of Alzheimer’s disease microglia via HIF1. Nature Aging 1, 2021. DOI: 10.1038/s43587-021-00054-2