Un fármaco contra el cáncer podría tratar la enfermedad de Alzheimer en fase inicial, según un estudio
Un tipo de fármaco desarrollado para tratar el cáncer resulta prometedor como nuevo tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, según un estudio reciente realizado por investigadores de Penn State, la Universidad de Stanford y un equipo internacional de colaboradores.
Los investigadores descubrieron que bloqueando una enzima específica llamada indoleamina-2,3-dioxigenasa 1, o IDO1 para abreviar, podían rescatar la memoria y la función cerebral en modelos que imitan la enfermedad de Alzheimer. En la foto, de derecha a izquierda: Melanie Reynolds, Catedrática de Bioquímica y Biología Molecular Dorothy Foehr Huck y J. Lloyd Huck de la Universidad Estatal de Pensilvania, Praveena Prasad, doctoranda de la Universidad Estatal de Pensilvania, Brenita Jenkins, directora de laboratorio e investigadora científica de la Universidad Estatal de Pensilvania.
Michelle Bixby/Penn State
Los investigadores descubrieron que bloqueando una enzima específica llamada indoleamina-2,3-dioxigenasa 1, o IDO1 para abreviar, podían rescatar la memoria y la función cerebral en modelos que imitan la enfermedad de Alzheimer. Los resultados sugieren que los inhibidores de la IDO1 que se están desarrollando actualmente como tratamiento para muchos tipos de cáncer, como el melanoma, la leucemia y el cáncer de mama, podrían reutilizarse para tratar las primeras fases de las enfermedades neurodegenerativas, una primicia para estas dolencias crónicas que carecen de tratamientos preventivos.
"Demostramos que los inhibidores de IDO1, que ya forman parte del repertorio de fármacos que se desarrollan para tratar el cáncer, tienen un gran potencial para tratar el Alzheimer", afirma Melanie McReynolds, titular de la Cátedra Dorothy Foehr Huck y J. Lloyd Huck de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad Estatal de Pensilvania y coautora del artículo. "En el contexto más amplio del envejecimiento, el deterioro neurológico es uno de los mayores cofactores de la incapacidad para envejecer de forma más saludable. Los beneficios de comprender y tratar el deterioro metabólico en los trastornos neurológicos repercutirán no sólo en las personas diagnosticadas, sino en nuestras familias, nuestra sociedad y toda nuestra economía."
La enfermedad de Alzheimer es el tipo más común de demencia, término que engloba todos los trastornos neurodegenerativos asociados a la edad, explicó McReynolds. En 2023, hasta 6,7 millones de estadounidenses padecían Alzheimer, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, y se espera que su prevalencia se triplique para 2060.
"Inhibir esta enzima, sobre todo con compuestos que ya se han investigado en ensayos clínicos contra el cáncer en humanos, podría suponer un gran paso adelante en la búsqueda de formas de proteger nuestros cerebros de los daños causados por el envejecimiento y la neurodegeneración", afirma Katrin Andreasson, catedrática Edward F. e Irene Pimley de Neurología y Ciencias Neurológicas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford y autora principal del estudio.
La enfermedad de Alzheimer afecta a las partes del cerebro que controlan el pensamiento, la memoria y el lenguaje, como resultado de la pérdida progresiva e irreversible de sinapsis y circuitos neuronales. A medida que la enfermedad avanza, los síntomas pueden ir en aumento, desde una leve pérdida de memoria hasta la pérdida de la capacidad de comunicación y respuesta al entorno. Los tratamientos actuales de la enfermedad se centran en controlar los síntomas y ralentizar la progresión, actuando sobre la acumulación de placas amiloides y tau en el cerebro, pero no existen tratamientos aprobados para combatir el inicio de la enfermedad, explica McReynolds.
"Los científicos se han centrado en los efectos secundarios de lo que identificamos como un problema en la forma en que el cerebro se autoalimenta", explica Praveena Prasad, estudiante de doctorado en Penn State y coautora del artículo. "Las terapias disponibles en la actualidad eliminan péptidos que son probablemente el resultado de un problema mayor que podemos tratar antes de que esos péptidos empiecen a formar placas. Estamos demostrando que, actuando sobre el metabolismo del cerebro, no sólo podemos ralentizar la progresión de esta enfermedad, sino invertirla".
Utilizando modelos preclínicos -modelos celulares in vitro con proteínas amiloide y tau, modelos de ratón in vivo y células humanas in vitro de enfermos de Alzheimer-, los investigadores demostraron que detener la IDO1 ayuda a restablecer el metabolismo saludable de la glucosa en los astrocitos, las células cerebrales en forma de estrella que proporcionan apoyo metabólico a las neuronas.
La IDO1 es una enzima que descompone el triptófano, la misma molécula del pavo que puede producir sueño, en un compuesto llamado cinurenina. La producción corporal de kinurenina es la primera parte de una reacción en cadena conocida como la vía de la kinurenina, o KP, que desempeña un papel fundamental en el suministro de energía celular al cerebro. Los investigadores descubrieron que cuando la IDO1 generaba demasiada cinurenina, reducía el metabolismo de la glucosa en los astrocitos, necesaria para alimentar las neuronas. Al suprimir la IDO1, aumentaba el apoyo metabólico a las neuronas y se restablecía su capacidad de funcionamiento.
Los investigadores realizaron el estudio en varios modelos de la patología del Alzheimer, concretamente la acumulación de amiloide o tau, y descubrieron que los efectos protectores del bloqueo de IDO1 eran transversales a estas dos patologías diferentes. Sus hallazgos sugieren que IDO1 también puede ser relevante en enfermedades con otros tipos de patología, como la demencia de la enfermedad de Parkinson, así como el amplio espectro de trastornos neurodegenerativos progresivos conocidos como tauopatías, explicó Paras Minhas, actual residente en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center, que obtuvo un título combinado de medicina y doctorado en neurociencia en la Escuela de Medicina de Stanford y es el primer autor del artículo.
"El cerebro depende en gran medida de la glucosa para alimentar muchos procesos, por lo que perder la capacidad de utilizar eficazmente la glucosa para el metabolismo y la producción de energía puede desencadenar un deterioro metabólico y, en particular, cognitivo", afirma Minhas. "Gracias a esta colaboración pudimos visualizar con precisión cómo se ve afectado el metabolismo del cerebro con la neurodegeneración".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Paras S. Minhas, Jeffrey R. Jones, Amira Latif-Hernandez, Yuki Sugiura, Aarooran S. Durairaj, Qian Wang, Siddhita D. Mhatre, Takeshi Uenaka, Joshua Crapser, Travis Conley, Hannah Ennerfelt, Yoo Jin Jung, Ling Liu, Praveena Prasad, Brenita C. Jenkins, Yeonglong Albert Ay, Matthew Matrongolo, Ryan Goodman, Traci Newmeyer, et al.; "Restoring hippocampal glucose metabolism rescues cognition across Alzheimer’s disease pathologies"; Science, Volume 385
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