Nuestros genes controlan todo, desde nuestra apariencia física y tipo de sangre hasta nuestras posibilidades de desarrollar ciertas enfermedades. Pero, ¿pueden nuestros genes también dictar cómo nuestro cuerpo se cura a sí mismo?
ApoE, una proteína que controla el transporte de grasas en el cuerpo, también altera las respuestas inflamatorias en el cerebro. En un nuevo estudio publicado en la revista Neurodegeneración molecular , los científicos del Centro Médico de Georgetown se propusieron determinar el papel que desempeñan las diferentes variantes del gen APOE en la reparación de los vasos sanguíneos del cerebro después de una lesión.
Aproximadamente 65 millones de personas en todo el mundo sufre una lesión cerebral traumática (TCE) cada año. En los EE. UU., El 5% de las personas afectadas muere y más del 40% sufre una discapacidad a largo plazo.
La fuerza mecánica de un trauma (p. Ej., Accidente automovilístico, caída, lesión deportiva, lesión por explosión) puede magullar el cerebro y dañar la barrera hematoencefálica.
¿Qué es la barrera hematoencefálica?
Su cuerpo pone mucho esfuerzo y recursos para proteger su cerebro. La barrera hematoencefálica hace guardia entre su cerebro y las cosas que se arremolinan en su sangre. Es una barrera selectiva que permite que los nutrientes lleguen al cerebro pero mantiene alejadas sustancias nocivas como toxinas y bacterias. También evita que las moléculas que son demasiado grandes, con mucha carga o con poca solubilidad en grasas (como la mayoría de los medicamentos y proteínas) ingresen al cerebro.
La barrera hematoencefálica está compuesta por capilares que tienen menos «fugas» que los que perfunden la mayoría de los demás órganos. Esto se debe a las uniones estrechas que se encuentran entre las células que forman las paredes capilares. Las uniones estrechas actúan como cremalleras que unen firmemente las membranas de las células adyacentes, lo que limita el intercambio de sustancias a través de la pared capilar.
¿Cómo afecta el TBI a la barrera hematoencefálica?
La lesión cerebral traumática puede romper los diminutos capilares del cerebro y dañar la barrera hematoencefálica. Una barrera hematoencefálica dañada permite que las proteínas más grandes transmitidas por la sangre y las células inmunitarias periféricas tengan acceso sin restricciones al cerebro, lo que provoca inflamación.
La ruptura de la barrera hematoencefálica a menudo controla los resultados de una lesión traumática, controlando cuánto duran los síntomas de TBI y cuánto dura el proceso de recuperación.
¿Qué tienen que ver los genes con eso?
La apolipoproteína E (ApoE) es una proteína que regula el metabolismo del colesterol y los lípidos en el cuerpo. La ApoE humana viene en 3 sabores: ApoE2, ApoE3 y ApoE4. Aunque las tres isoformas difieren solo ligeramente entre sí en estructura, muestran propiedades diferentes.
ApoE3 es la isoforma de apolipoproteína E que se expresa con más frecuencia. ApoE4 aumenta el riesgo genético de enfermedad de Alzheimer y ApoE2 confiere protección contra ella.
Los estudios informan que sufrir una lesión cerebral traumática también puede aumentar las posibilidades de desarrollar la enfermedad de Alzheimer, especialmente para individuos con la variante del gen APOE4. Además, la disfunción de la barrera hematoencefálica es un mecanismo subyacente común tanto de la LCT como de la enfermedad de Alzheimer. Por lo tanto, los autores de un estudio reciente en Molecular Neurodegeneration estaban interesados en comprender cómo las variantes genéticas de APOE afectan la reparación de la barrera hematoencefálica después de una LCT.
¿Cómo se diseñó el estudio?
Como suele hacer, los científicos recurrieron al caballo de batalla de la investigación biomédica, los ratones, para estudiar la lesión cerebral traumática y los factores de recuperación genética. Para imitar la TBI en ratones machos, se perforó un orificio en el cráneo y se lesionó la corteza cerebral con un dispositivo que produce una lesión focal controlada. Luego, los investigadores investigaron cómo esta lesión afectaba la integridad y reparación de la barrera hematoencefálica (BBB).
Se utilizaron tres tipos de ratones para estos experimentos. Los ratones de «tipo salvaje» no fueron alterados genéticamente de ninguna manera y expresaron la proteína APOE de ratón normal. Sin embargo, la estructura y expresión de APOE de ratón es ligeramente diferente de la APOE humana. Por lo tanto, algunos ratones fueron modificados genéticamente para expresar las variantes de los genes APOE3 y APOE4 humanos. Luego, los científicos estudiaron cómo estas diferentes proteínas APOE afectaban las propiedades de la barrera hematoencefálica después de una lesión cerebral traumática.
¿Cuáles fueron los principales hallazgos?
Los investigadores encontraron que la pérdida de la barrera hematoencefálica aumentó después de una lesión cerebral en ratones de tipo salvaje y humanos que expresan APOE3 y APOE4. Se inyectó en el torrente sanguíneo de ratones un tinte que en condiciones normales no es capaz de atravesar una barrera hematoencefálica intacta . Una mayor penetración de este tinte en el cerebro indica una barrera hematoencefálica dañada. También hubo menos uniones estrechas entre las células que recubren las paredes capilares después de una lesión cerebral traumática.
En ratones de tipo salvaje y que expresan APOE3, la barrera hematoencefálica se reparó espontáneamente en el transcurso de 7 a 10 días después de la lesión. Sin embargo, los ratones que expresan APOE4 continuaron teniendo una mayor penetración del colorante en el cerebro y menos pericitos y proteínas de unión estrecha incluso 10 días después de la lesión cerebral. Qué significa todo esto? La reparación de la barrera hematoencefálica se retrasó significativamente en los ratones que expresan la variante del gen APOE4, en comparación con los ratones de tipo salvaje o los ratones que expresan la variante APOE3.
¿Qué significa eso para los pacientes con LCT?
Varios estudios muestran que el genotipo APOE4 está asociado con malos resultados en TBI pacientes. los El gen APOE4 interactúa sinérgicamente con TBI para aumentar el riesgo de enfermedad de Alzheimer hasta 10 veces. En otras palabras, las personas que expresan la proteína ApoE4 que experimentan una lesión cerebral traumática también aumentan su riesgo de enfermedad de Alzheimer. Las causas del sinergismo no están del todo claras. Quizás este estudio que apunta a un vínculo entre la expresión de APOE4 y la reparación espontánea de la barrera hematoencefálica después de una lesión cerebral traumática pueda comenzar a proporcionar algunas respuestas.
A medida que nos adentramos en una era de medicina de precisión, la comprensión de los mecanismos que dan como resultado resultados deficientes para pacientes particulares en función de sus genes, así como de factores ambientales y de estilo de vida, permitirá el desarrollo de tratamientos que se dirijan específicamente al problema subyacente para ayudar a estas poblaciones genéticamente vulnerables. .
