Una investigación en EE UU ha demostrado cómo las partículas contaminantes de la atmósfera pueden inducir la formación de proteínas tóxicas en el cerebro.
Investigadores de Johns Hopkins Medicine han liderado un estudio que identifica una posible conexión molecular entre la contaminación del aire y el aumento del riesgo de desarrollar demencia con cuerpos de Lewy.
Los hallazgos se suman a un creciente conjunto de evidencias que indican cómo factores ambientales pueden desencadenar cambios perjudiciales en proteínas cerebrales, que conducen a la neurodegeneración.
Las enfermedades con cuerpos de Lewy son un grupo de enfermedades neurodegenerativas caracterizados por la acumulación anormal de la proteína alfa-sinucleína en el cerebro. Estos agregados, conocidos como cuerpos de Lewy, son una característica distintiva de enfermedades como el párkinson y la demencia con cuerpos de Lewy.
Una década de investigaciones
El estudio, publicado en Science, se basa en una década de investigaciones que vinculan la exposición a partículas finas contaminantes (PM2.5) —procedentes de actividades industriales, combustión residencial, incendios forestales y emisiones de vehículos— con un mayor riesgo de desarrollar estas enfermedades, según explica el investigador principal Xiaobo Mao, profesor de neurología en la Universidad Johns Hopkins y miembro del Instituto Johns Hopkins de Ingeniería Celular.
En este nuevo trabajo, el equipo de Mao descubrió que la exposición de ratones a PM2.5 inducía la formación de agregados anormales de alfa-sinucleína. Estos cúmulos tóxicos compartían características estructurales y patológicas con los observados en cerebros de pacientes con demencia con cuerpos de Lewy.
“Hemos identificado una nueva cepa de cuerpos de Lewy formada tras la exposición a la contaminación del aire”, afirma Mao. “Al definir esta cepa, esperamos establecer un objetivo específico para futuros fármacos que frenen la progresión de enfermedades neurodegenerativas marcadas por cuerpos de Lewy”.
Datos de 56,5 millones de pacientes
La investigación comenzó con el análisis de datos hospitalarios de 56,5 millones de pacientes estadounidenses ingresados entre 2000 y 2014 con enfermedades neurodegenerativas.
El equipo se centró en hospitalizados por primera vez con afecciones relacionadas con cuerpos de Lewy y utilizó los códigos postales para estimar su exposición prolongada a PM2.5. Los científicos hallaron que cada incremento en el rango intercuartílico de concentración de PM2.5 en estas zonas se asociaba con un 17 % más de riesgo de demencia por párkinson y un 12 % más de riesgo de demencia con cuerpos de Lewy.
“La asociación estadística que descubrimos es incluso más fuerte que la observada en estudios previos que agrupaban todas las demencias relacionadas con el alzhéimer —lo que destaca la formación de cuerpos de Lewy como una vía potencialmente clave que merece una investigación biológica más profunda”, señala Xiao Wu, coautor principal y profesor de bioestadística en la Escuela de Salud Pública Mailman de la Universidad de Columbia.
“Esperamos motivar a otros investigadores a realizar estudios epidemiológicos y moleculares centrados en los subtipos de demencia vinculados a cuerpos de Lewy”, añade Wu.
Ratones normales y modificados
Para explorar la base biológica de esta asociación entre PM2.5 y demencia con cuerpos de Lewy, los investigadores expusieron tanto a ratones normales como a modificados genéticamente sin la proteína alfa-sinucleína a contaminación por PM2.5 cada dos días durante diez meses.
“En los ratones normales observamos atrofia cerebral, muerte celular y deterioro cognitivo —síntomas similares a los de la demencia con cuerpos de Lewy”, explica Ted Dawson, director del Instituto de Ingeniería Celular de Johns Hopkins Medicine. “Pero en los ratones sin alfa-sinucleína, el cerebro no mostró cambios significativos”.
Los investigadores también estudiaron ratones con una mutación genética humana (hA53T) asociada al párkinson de inicio temprano. Tras cinco meses de exposición a PM2.5, estos ratones desarrollaron acumulaciones generalizadas de alfa-sinucleína y mostraron deterioro cognitivo.
El equipo también quiso determinar si los efectos de la contaminación variaban según la región geográfica. Descubrieron que los ratones expuestos a muestras de PM2.5 procedentes de China, Europa y Estados Unidos presentaban cambios cerebrales similares y desarrollaban acumulaciones de alfa-sinucleína.
Los efectos de la contaminación fueron similares en muestras de distintas regiones, y los cambios cerebrales observados en ratones coincidieron con los de pacientes humanos. El estudio apunta a un vínculo molecular entre la exposición a PM2.5 y la demencia con cuerpos de Lewy, y plantea identificar los componentes más dañinos para orientar medidas de salud pública.
