Identifican un nuevo marcador relacionado con el mal funcionamiento del sistema glinfático

Un nuevo estudio liderado por investigadores de la UB demuestra que los cuerpos amiláceos o wasteosomes —estructuras que actúan como contenedores de productos de desecho cerebrales— indican un mal funcionamiento del sistema glinfático, un sistema descubierto recientemente y que es un importante mecanismo de limpieza del cerebro.

El trabajo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), lo ha realizado un equipo de investigación de la Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación de la UB, el Instituto de Neurociencias de la Universidad de Barcelona  (UBNeuro) y el Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED). Lo han dirigido los profesores Carme Pelegrí y Jordi Vilaplana, y han participado Marta Riba y Jaume del Valle, de la Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación, UBNeuro y CIBERNED, y Laura Molina-Porcel, del Banco de Tejidos Neurológicos del Biobanco del Hospital Clínic de Barcelona y el IDIBAPS.

Contenedores de residuos, una visión muy reciente

Los wasteosomes o cuerpos amiláceos del cerebro humano los describió por primera vez en 1837 el prestigioso anatomista y fisiólogo Jan Evangelist Purkinje. Durante más de 150 años, las funciones de estas estructuras han generado muchas dudas y controversia entre los expertos. «Durante la larga historia del estudio de estas estructuras, se han generado muchas hipótesis, y muy variadas, sobre su naturaleza y significado», destacan los investigadores.

En un estudio publicado en el 2019 también en la revista PNAS, liderado por los propios investigadores, se mostraba que los cuerpos amiláceos actúan como contenedores de sustancias de desecho del cerebro y pueden ser expulsados por los astrocitos (las células que los generan) hacia el líquido cefalorraquídeo (el líquido que rodea el cerebro). Posteriormente, el mismo grupo propuso llamar a los cuerpos amiláceos con el término wasteosomes, que significa 'cuerpo que contiene productos de desecho'.

El término se propuso porque destaca la captación de estas sustancias y evita la confusión terminológica que el término amiláceo o amiloide generaba con las proteínas amiloides, que son características de algunas enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer.

Ahora, con el nuevo artículo, se demuestra que existen evidencias que indican que el aumento de wasteosomes o cuerpos amiláceos en el cerebro humano es una manifestación de la insuficiencia crónica del sistema glinfático.

Definición de insuficiencia glinfática

El sistema glinfático es el que se encarga de limpiar el parénquima cerebral. Hasta ahora, para definir su mal funcionamiento se utilizaban expresiones como fallo del sistema glinfático o disfunción del sistema glinfático. En el nuevo artículo de PNAS, se define el concepto de insuficiencia glinfática, entendido como la incapacidad del sistema glinfático para llevar a cabo de forma correcta la función de limpieza del cerebro. Esto permite describir que la insuficiencia puede ser aguda o crónica, en función de la duración del proceso, así como precisar que la insuficiencia puede producirse por un fallo del mismo sistema glinfático o por una sobreproducción de sustancias de desecho que sobrepasa la capacidad de limpieza de este sistema.

Esto permite describir que la insuficiencia puede ser aguda o crónica, en función de la duración del proceso, así como precisar que la insuficiencia puede producirse por un fallo del propio sistema glinfático o por una sobreproducción de sustancias de desecho que sobrepasa la capacidad de limpieza de este sistema.

«Sea aguda o crónica, y sea por un fallo del sistema glinfático o por una sobreproducción de sustancias de desecho, el resultado de la insuficiencia glinfática será que se acumularán sustancias de desecho en el parénquima cerebral, concretamente en las zonas afectadas por esta insuficiencia», explican los investigadores.

Los wasteosomes como marcadores de la insuficiencia glinfática crónica

Una vez definida la insuficiencia glinfática crónica, los investigadores aportan evidencias que indican que el aumento de wasteosomes o cuerpos amiláceos en el cerebro humano es una manifestación de la insuficiencia crónica del sistema glinfático. El primer indicio de esta relación es que la mayoría de factores que se asocian a grandes cantidades de wasteosomes, como el envejecimiento, algunos trastornos cardiovasculares o la mala calidad del sueño, también se asocian a disrupciones del sistema glinfático. «Hay que destacar que el sistema glinfático muestra un marcado ritmo circadiano y que su función de limpieza se produce principalmente durante el sueño», subrayan los investigadores. Por otra parte, se ha comprobado que las regiones cerebrales que tienden a presentar un mayor número de wasteosomes están a menudo relacionadas con las zonas de drenaje de este sistema de limpieza.

Estos hechos, que relacionan los wasteosomes con la insuficiencia glinfática, junto con la constatación de que los wasteosomes raramente se detectan en personas jóvenes o en procesos agudos —por tanto, son estructuras que se forman lentamente—, han conducido a relacionarlos concretamente con la insuficiencia glinfática crónica. De este modo, según los investigadores, «el número de wasteosomes podría considerarse un marcador de la insuficiencia glinfática crónica, y nos puede mostrar, pues, si existe este tipo de insuficiencia y en qué partes del cerebro se produce».

Según los investigadores, estos conocimientos deben facilitar el estudio de la insuficiencia glinfática y deben permitir establecer cuáles son las variables que tienen mayor impacto en el funcionamiento o mal funcionamiento de este sistema. «Además —continúan—, el hecho de que sean marcadores de la insuficiencia glinfática crónica les da un significado clínico que hasta ahora no tenían y que durante años se había puesto en duda».

Implicaciones para el estudio de las enfermedades neurodegenerativas

El estudio también menciona varios elementos y evidencias que hacen pensar que la insuficiencia glinfática crónica es un factor de riesgo de las enfermedades neurodegenerativas, especialmente de las enfermedades neurodegenerativas que cursan con agregación de determinadas proteínas fibrilares, como la proteína β-amiloide en la enfermedad de Alzheimer, la tau fosforilada en la demencia frontotemporal y la misma enfermedad de Alzheimer, o la α-sinucleína en la enfermedad de Parkinson. «En caso de insuficiencia glinfática, queda restringida la eliminación de estas proteínas, y todo indica que esto contribuye al desarrollo de estas enfermedades. Dado que los wasteosomes pueden aportar información sobre las variables que desencadenan la insuficiencia glinfática y pueden ayudar a encontrar estrategias para combatirla, con ello pueden ayudar a desarrollar estrategias para disminuir el riesgo de desarrollar estas enfermedades», destacan los investigadores.

Según la presencia de wasteosomes, los conocimientos actuales parecen indicar que el envejecimiento, las alteraciones crónicas del sueño y algunas enfermedades cardiovasculares son las variables que tienen mayor impacto en el sistema glinfático. «En cualquier caso, el campo del sistema glinfático está en crecimiento exponencial y se están centrando en ellos y concentrando muchos grupos de investigación; todo esto hace pensar que en breve se irán obteniendo nuevos y destacados resultados», concluyen los investigadores.