Los mapas proteínicos del líquido cefalorraquídeo ofrecen información sobre la biología del Alzheimer.
La enfermedad de Alzheimer es un trastorno neurológico progresivo que afecta al cerebro y provoca pérdida de memoria, disminución de la función cognitiva y un declive gradual de la capacidad de la persona para valerse por sí misma. La causa de la aparición y progresión de esta enfermedad aún no se conoce del todo y, por tanto, los esfuerzos por desarrollar estrategias eficaces de diagnóstico, prevención y tratamiento siguen siendo un gran reto para la investigación. Estudios recientes han demostrado que el empleo de la proteómica de vanguardia tiene el potencial de proporcionar conocimientos críticos sobre la biología subyacente de la enfermedad de Alzheimer.
La búsqueda de pistas en el líquido cefalorraquídeo
La detección precoz de la enfermedad de Alzheimer es crucial para detener su progresión. Por ello, los investigadores han estado estudiando la posibilidad de utilizar una técnica denominada proteómica para diagnosticar el inicio y la progresión del Alzheimer. La proteómica implica el análisis de la estructura y función de las proteínas, el análisis químico de los fragmentos peptídicos y la identificación de las proteínas en una muestra biológica. El líquido cefalorraquídeo (LCR) es de especial interés en el estudio de la enfermedad de Alzheimer, ya que interactúa directamente con el cerebro y, por tanto, puede proporcionar información fisiológica y de biomarcadores.Para investigar la posible utilidad del análisis del LCR en la investigación del Alzheimer, un equipo de investigadores dirigido por el Prof. Michael Laskowitz, del Instituto de Investigación Clínica Duke, se propuso investigar el uso de técnicas proteómicas para encontrar biomarcadores del Alzheimer a partir de muestras de LCR lumbar. El grupo de Laskowitz utilizó la cromatografía líquida – espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) para identificar un total de 1.243 proteínas y 51 péptidos en las muestras de LCR. Los resultados de la investigación revelaron que las alteraciones en los niveles de varias proteínas podrían estar asociadas con el inicio y la progresión de la enfermedad. Por ejemplo, el equipo halló pruebas de que una proteína conocida como acuaporina podría desempeñar un papel en la dinámica de la proteína precursora del amiloide (APP) desempeñar un papel en el inicio y la progresión del Alzheimer.
Crear un «mapa» de las proteínas del Alzheimer
Animado por el éxito de este estudio inicial, el grupo de Laskowitz pasó a emplear técnicas novedosas para crear «mapas proteínicos» aún más sofisticados del Alzheimer. Estos experimentos de espectrometría de masas de alta resolución permitieron identificar un total de 2.334 proteínas y 85 péptidos en las muestras de LCR. A continuación, los investigadores pudieron utilizar estos conjuntos de datos para comparar los perfiles proteínicos de los individuos afectados y no afectados por el Alzheimer, lo que ofreció nuevas e interesantes perspectivas sobre la biología de la enfermedad.Mediante el uso de estas técnicas proteómicas avanzadas, el grupo de Laskowitz descubrió que muchas de estas proteínas estaban implicadas en vías y procesos que podrían estar relacionados con la aparición y la progresión del Alzheimer. Por ejemplo, descubrieron que las proteínas implicadas en la regulación de la respuesta del sistema nervioso central a la inflamación, la reparación del daño oxidativo, el mantenimiento de las sinapsis y las neuritas, y la regulación de los neurotransmisores estaban significativamente alteradas en los individuos afectados por el Alzheimer en comparación con los no afectados. Además, descubrieron que los cambios en los niveles de estas proteínas estaban correlacionados con el grado de deterioro cognitivo observado en los enfermos de Alzheimer.
Desbloqueando el poder de la proteómica para diagnosticar y tratar la enfermedad de Alzheimer
El uso de técnicas proteómicas para identificar biomarcadores en el LCR ofrece una nueva y apasionante oportunidad para diagnosticar y tratar la enfermedad de Alzheimer. Estos biomarcadores podrían utilizarse para identificar a los pacientes con riesgo de desarrollar la enfermedad en un futuro próximo, así como a los que ya la padecen. En futuros estudios, el grupo de Laskowitz pretende emplear algoritmos de aprendizaje automático para identificar los biomarcadores más útiles para el diagnóstico del Alzheimer y para predecir el ritmo y la gravedad del deterioro cognitivo. Además, estos hallazgos también podrían utilizarse para identificar posibles dianas terapéuticas, lo que a su vez podría conducir al desarrollo de nuevas opciones de tratamiento para la enfermedad.Las técnicas proteómicas pueden abrir nuevas fronteras en el campo de la investigación y el tratamiento del Alzheimer. Al crear «mapas proteínicos» detallados del LCR, los investigadores pueden identificar posibles biomarcadores para el diagnóstico precoz y el tratamiento de la enfermedad, así como para predecir el ritmo y la gravedad del deterioro cognitivo. Al descubrir los procesos biológicos subyacentes que impulsan la enfermedad, las técnicas proteómicas también podrían conducir a la identificación de nuevas dianas terapéuticas. Todo ello nos acerca un paso más al día en que encontremos una cura para la enfermedad de Alzheimer.
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