Enginyers i científics liderats per la Universitat de Tufts, als Estats Units, han fet servir un model tridimensional (3D) de cultiu de teixits humans que imita els components i les condicions en el cervell per demostrar una possible relació causal entre la malaltia d’Alzheimer esporàdica i la la infecció pel virus de l’herpes simple I (HSV-1).
Segons publiquen a la revista ‘Science Advances’, el model permetrà realitzar més estudis sobre les causes i els possibles tractaments d’aquesta devastadora afecció neurodegenerativa.
Després d’infectar neurones en el model de cervell de bioenginyeria amb HSV-1, els investigadors van observar la formació de plaques amiloides, pèrdua neuronal, neuroinflamació i disminució de la funcionalitat de la xarxa neuronal, totes característiques típiques de la malaltia d’Alzheimer.
El tractament dels models de teixit cerebral amb el medicament antiviral valaciclovir va donar com a resultat una formació reduïda de placa i altres marcadors de la malaltia.
Els estudis realitzats per altres investigadors han implicat els patògens com a agents ambientals que possiblement causen el desenvolupament de la malaltia d’Alzheimer, i diversos estudis apunten a l’HSV-1.
“El nostre model de teixit cerebral ens va permetre observar més de prop la possible relació causal entre l’herpes i la malaltia d’Alzheimer, i els resultats van ser intrigants”, explica David Kaplan, professor d’enginyeria i president de el Departament d’Enginyeria Biomèdica de Escola d’Enginyeria de Tufts.
“Després de sol 3 dies d’infecció per herpes, vam veure formacions de plaques grans i denses de proteïna beta amiloide, així com una major expressió d’algunes de les enzims responsables de generar les plaques –detalla–. Observem pèrdua de neurones, neuroinflamació i senyals deprimides entre les neurones, tot observem en pacients. Mai abans tantes facetes de la malaltia s’han replicat in vitro “.
Els investigadors van trobar que 40 gens associats amb la malaltia d’Alzheimer es sobreexpresaron en les construccions de teixit cerebral infectades amb HSV-1 en comparació amb el teixit no infectat.
Van destacar entre ells els gens que codifiquen els enzims catepsina G i BACE2, tots dos coneguts per estar associats amb la malaltia d’Alzheimer i involucrats en la producció de pèptids beta amiloide que es troben a les plaques. Alguns d’aquests productes genètics sobreexpressats ?? observats en el model de teixit podrien convertir-se en objectius per a futurs candidats a fàrmacs.
“Aquest és un model de la malaltia d’Alzheimer que és molt diferent del que altres estudis han fet servir –destaca Dana Cairns, investigadora postdoctoral associada al laboratori de David Kaplan i primera autora de l’estudi-. La majoria dels altres estudis es van basar en l’ús de mutacions genètiques en les neurones per induir fenotips similars a la malaltia d’Alzheimer i el nostre no, que és el que realment el distingeix. el nostre model que fa servir neurones normals ens permet mostrar que el virus de l’herpes sol és suficient per induir l’Alzheimer fenotips de malalties “.
El valaciclovir, que va mitigar les característiques similars a la malaltia d’Alzheimer en el model de teixit cerebral, és un medicament antiviral aprovat per la FDA que s’usa per tractar les infeccions per herpes. També va reduir l’expressió a nivells previs a la infecció de diverses molècules i enzims associats amb la malaltia d’Alzheimer, com la presenilina-1.
El model de teixit està configurat per facilitar la detecció a gran escala de candidats a fàrmacs terapèutics o preventius que es dirigeixen a l’inici més primerenc d’aquesta malaltia complexa i devastadora.
La construcció 3D consisteix en un material esponjós amb forma de rosquilla de 6 mm d’ample compost de proteïna de seda i col·lagen i poblat amb cèl·lules mare neurals normals que després són guiades per diferenciar-se en neurones.
L’anell fomenta el creixement de neurones amb els cossos cel·lulars situats a la rosquilla de col·lagen de seda, mentre estén els axons cap al ‘forat de la rosquilla’, fent connexions neuronals i imitant la matèria grisa i la matèria blanca de el cervell, respectivament.
Els investigadors no només poden observar canvis físics i biològics en les neurones en temps real utilitzant mètodes d’imatge, sinó que també poden monitoritzar l’activitat elèctrica i la integritat de les xarxes de comunicació entre les cèl·lules.
El model és particularment adequat per estudiar els orígens de les malalties. La majoria dels altres models in vitro existents utilitzen cèl·lules de pacients amb malaltia d’Alzheimer d’inici primerenc, representant només de l’1 a el 6 per cent dels pacients, cèl·lules derivades de tumors o induïts a sobreexpressar factors que els empenyen a un estat de malaltia.
No obstant això, les anomalies genètiques d’aquestes cèl·lules no representen necessàriament el que succeeix en la malaltia esporàdica, que passa sense herència genètica i de causes encara desconegudes en el 95 per cent dels casos.
Aquests pacients comencen amb teixit cerebral presumiblement normal, amb alguns factors de risc relacionats amb l’edat. Se sospita que les condicions ambientals tenen un paper més important en l’activació de la cascada de reaccions moleculars que condueixen a l’inici de la malaltia. El model utilitzat en aquest estudi comença amb cèl·lules genèticament normals, el que permet un examen més clar dels factors ambientals que poden conduir a la malaltia.
(EUROPA PRESS)
https://m.infosalus.com/salud-investigacion/noticia-investigacion-vincula-alzheimer-herpes-20200507072432.html
