Si bien la conexión entre la contaminación del aire y la enfermedad pulmonar podría parecer obvia, el vínculo entre respirar toxinas y sufrir pérdida de memoria parece tan clara como una nube de humo de cigarrillo.
Los científicos del Instituto de Investigación de Scripps identificaron por primera vez cómo los contaminantes en smog, pesticidas y otros químicos en el aire pueden afectar el cerebro. Ahora han identificado una forma de revertir potencialmente esos efectos, informe en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
Aprender sobre la pérdida de memoria
Un proceso químico en el cerebro llamado S-nitrosilación, que puede activarse por inflamaciones, así como una variedad de toxinas en el aire, impide que las células cerebrales hagan nuevas conexiones, lo que provoca la muerte de las células cerebrales, luego la pérdida de memoria. El bloqueo de S-nitrosilación en una proteína cerebral específica revierte parcialmente la pérdida de memoria en modelos de ratón para la enfermedad de Alzheimer.
«Hemos revelado los detalles moleculares de cómo los contaminantes pueden contribuir a la pérdida de memoria y la enfermedad neurodegenerativa». Stuart Liptonun neurocientífico de Scripps y autor del estudio, dijo en un comunicado de prensa. «Esto podría conducir a nuevos medicamentos que bloquean estos efectos para tratar mejor la enfermedad de Alzheimer».
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Conexiones de química del cerebro
Lipton descubrió por primera vez S-nitrosilación hace aproximadamente dos décadas. En ese proceso químico, una molécula relacionada con el óxido nítrico (NO) se une a los átomos de azufre (s) dentro de las proteínas. Ese proceso altera la función cerebral. Si bien el cuerpo no produce no en respuesta a la estimulación eléctrica o la inflamación, también surge en respuesta a partículas asociadas con varios tipos de contaminación del aire. Su equipo ha demostrado previamente que la nitrosilación S salió mal puede contribuir a algunas formas de cáncer, autismo, enfermedad de Alzheimer y otras afecciones.
En el nuevo estudio, el grupo de Lipton investigó por primera vez cómo S-nitrosilación afectó una proteína asociada con la creación de conexiones entre las células cerebrales. Después de confirmar que el exceso de NO desencadena el S-nitrosilación, mostraron cómo esos cambios químicos interfieren con otras proteínas cerebrales esenciales para la memoria. Luego diseñaron una proteína que resistió el proceso de S-nitrosilación asociado con la pérdida de memoria, primero en una placa de Petri, luego en un modelo de ratón.
«Podríamos rescatar casi por completo las vías moleculares involucradas en la fabricación de nuevos recuerdos», dijo Lipton. «Sugiere que este es un objetivo farmacológico que podría marcar una diferencia real en el tratamiento de Alzheimer y potencialmente otras enfermedades neurológicas».
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Restauración de la memoria
Los estudios ya han establecido que las toxinas ambientales conducen a mayores niveles de NO en el cerebro. El nuevo trabajo fortalece la hipótesis de que estas toxinas pueden acelerar el envejecimiento del cerebro y el Alzheimer a través de S-nitrosilación.
Por lo tanto, prevenir ese proceso en proteínas cerebrales críticas podría retrasar o prevenir el daño cerebral en los pacientes de Alzheimer. El grupo ahora está desarrollando fármacos para bloquear las reacciones clave de S-nitrosilación.
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Antes de unirse a la revista Discover, Paul Smaglik pasó más de 20 años como periodista científico, especializándose en la política de ciencias de la vida de los Estados Unidos y problemas de carrera científica global. Comenzó su carrera en periódicos, pero cambió a revistas científicas. Su trabajo ha aparecido en publicaciones que incluyen científicas, ciencias, naturaleza y científico americano.