Minicámaras en ratones para escrutar las alteraciones de las neuronas en el Alzheimer

–“¿Qué tenemos hoy para almorzar?”

–“Patatas”

(5 minutos después)

–“¿Qué tenemos hoy para almorzar?”

Este ‘olvido’ de cuestiones cotidianas en un breve espacio de tiempo es uno de los síntomas que sufren las personas diagnosticadas con enfermedad de Alzheimer desde etapas tempranas. Los pacientes tienen dificultad a la hora de retener conceptos diarios, lo que se relaciona con la memoria a corto plazo. Progresivamente, sufren una pérdida de recuerdos, cognición, habilidades lingüísticas y rasgos de personalidad.

Sin embargo, los mecanismos neurales por los que la patología causa esa pérdida de memoria y déficit cognitivos siguen sin comprenderse bien. ¿Qué está ocurriendo en el cerebro para que se produzcan esos ‘fallos del sistema’?  Estudios de imágenes recientes de modelos preclínicos y animales apuntan que disfunciones en las neuronas, las células encargadas de transmitir la información, así como en sus circuitos de transmisión en el cerebro contribuyen, en gran medida, a esos déficit de memoria de los pacientes.

Recreación de la mini cámara instalada en el cerebro de un ratón.

También parece confirmado que una de las principales áreas cerebrales afectadas en los pacientes es el hipocampo. Esta región del cerebro y sus conexiones con varias áreas de la corteza están relacionados con la orientación espacial y la memoria a corto plazo, es decir, preguntar por qué hay para el almuerzo en repetidas ocasiones.

Aunque las áreas están localizadas y todo parece indicar que está relacionado con las conexiones entre neuronas, ¿cómo se puede ver en el cerebro para corroborarlo? Conseguir escrutar qué ocurre dentro de un cerebro activo supone aún un reto para la comunidad científica. Este mapeo de la actividad cerebral se complica cuando se intentan detectar alteraciones. Sin embargo, la solución de un equipo de investigación de la Universidad de California, donde participa el investigador de la Universidad de Málaga David Baglietto Vargas, viene en forma de minicámara. Los investigadores han logrado ver por primera vez las disfunciones en la actividad de las neuronas propias de la enfermedad de Alzheimer en ratones en movimiento. Para ello, colocaron unas minicámaras o miniscopios en los roedores para detectar las áreas del cerebro afectadas que provocan la desorientación y pérdida de memoria a corto plazo.

Imagen ‘in vivo’ del miniscopio en el hipocampo.

Las imágenes de miniscopio montadas en la cabeza permiten examinar cientos de células cerebrales en acción con una gran resolución, mientras el animal explora libremente los entornos. Para ello, usaron un modelo de ratón de enfermedad de Alzheimer que presenta tres mutaciones transgénicas y llamado 3xTg-AD. Este roedor, que fue desarrollado por el investigador internacional Frank LaFerla de la Universidad de California y donde el Dr. David Baglietto Vargas ha realizado sus estudios posdoctorales, presenta una de las características propias de la enfermedad: acumulación de la proteínas beta-amiloide y tau, así como defectos de comportamiento relacionados con la edad.

Ratones en directo

Los expertos utilizaron distintos ambientes donde se movían libremente ratones con la enfermedad inducida y otros sin ella de la misma edad, tanto jóvenes (3–6.5 meses), como mayores (18–21 meses). “Comparamos la actividad neuronal de ambos grupos en el hipocampo durante la exploración en campo abierto y se aprecia una hiperactivación neuronal anómala, se ve cómo se disparan las neuronas en esa área de forma incorrecta. Estas alteraciones son la base del deterioro de los procesos de memoria y aprendizaje asociado con esta la enfermedad”, indica el investigador David Baglietto Vargas.

Equipo de expertos que ha participado en este proyecto. Arriba, el investigador de la UMA David Baglietto Vargas. Abajo, el experto de la Universidad de California Frank M LaFerla. A la derecha de la imagen, los investigadores, de izquierda a derecha, Xiangmin Xu, Xiaoxiao Lin y Lujia Chen.

Asimismo, los roedores con Alzheimer muestran puntuaciones de información espacial más bajas en comparación con los ratones de control, es decir, se orientan peor. Además, en el grupo de mayor edad aumentan las incoherencias en el movimiento por el espacio. “Esto se traduce a las alteraciones en la memoria espacial de los pacientes, que tienen dificultad para reconocer sitios y orientarse”, apunta.

Este estudio permite una mayor comprensión de los mecanismos neuronales relacionados con la enfermedad. “Es un paso más para desarrollar nuevas estrategias de tratamiento que mejoren la memoria y prolonguen la función cognitiva saludable”, apostilla.

Más información en #CienciaDirecta: Consiguen ver con minicámaras las alteraciones neuronales que provoca el Alzheimer en el cerebro de ratones vivos