El papel de la tau en el Alzheimer
Aprende cómo la proteína tau afecta la progresión del Alzheimer y la función de la memoria.
Aaron J. Barbour, Keegan Hoag, Eli J. Cornblath, Abigail Chavez, Alfredo Lucas, Xiaofan Li, Sydney Zebrowitz, Chloe Hassman, Edward B. Lee, Kathryn A. Davis, Virginia M.Y. Lee, Delia M. Talos, Frances E. Jensen
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Tabla de contenidos
La enfermedad de Alzheimer es una condición compleja que afecta a millones de personas en todo el mundo. Un jugador clave en la progresión de esta enfermedad es una proteína problemática conocida como TAU. Este artículo tiene como objetivo explicar el papel de tau en el Alzheimer, cómo se propaga por el cerebro y por qué esto es significativo para entender la enfermedad.
¿Qué es Tau?
Tau es una proteína que tiene un trabajo importante en el cerebro. Ayuda a estabilizar la estructura de las Neuronas, que son las células responsables de enviar mensajes por todo el cuerpo. Sin embargo, en condiciones como el Alzheimer, tau puede volverse mal plegada. Cuando esto sucede, tiende a formar enredos que interrumpen el funcionamiento normal del cerebro.
El papel de Tau en la enfermedad de Alzheimer
En el Alzheimer, la proteína tau comienza a acumularse y formar estos enredos en áreas específicas del cerebro. La investigación muestra que tau empieza a acumularse en una parte del cerebro llamada locus coeruleus. Desde ahí, se propaga a áreas vecinas como la corteza entorrinal, que juega un papel importante en la memoria. Eventualmente, tau puede acumularse en todo el cerebro y está estrechamente vinculado al deterioro Cognitivo en los pacientes.
¿Cómo se propaga Tau?
La propagación de tau no es aleatoria. Sigue caminos establecidos por las conexiones entre neuronas. Piénsalo como un juego de teléfono, donde el mensaje (tau) se pasa de una persona (neurona) a otra. En el caso del Alzheimer, la presencia de otra proteína llamada beta-amiloide puede hacer que la propagación de tau sea aún peor. Así que, es como añadir un megáfono a nuestro juego de teléfono, amplificando el mensaje y haciéndolo más caótico.
Cuando los investigadores estudian la propagación de tau en modelos animales, a menudo observan que inyectar tau en una área del cerebro lleva a que se propague a áreas conectadas. Esto se ha visto tanto en estudios humanos como en modelos animales, confirmando que la forma en que tau se propaga en el cerebro sigue un patrón específico vinculado a cómo se conectan las neuronas.
Hiperactividad en Neuronas
Un aspecto interesante del Alzheimer es que las redes de neuronas pueden volverse hiperactivas, especialmente en las primeras etapas de la enfermedad. Piensa en niños hiperactivos en un aula: están por todas partes y dificultan la concentración. En personas con Alzheimer, esta hiperactividad puede llevar a Convulsiones en algunos individuos. Cuando esto sucede, puede causar un aumento en la propagación de tau.
La investigación ha sugerido que si alguien tiene antecedentes de convulsiones, puede experimentar un empeoramiento de los síntomas del Alzheimer. La relación entre las convulsiones y la propagación de tau es compleja. Por un lado, el aumento de tau puede llevar a más hiperactividad en las neuronas, y por otro lado, la hiperactividad puede causar que más tau se propague.
Estudiando la actividad neuronal
Los científicos han desarrollado formas ingeniosas de estudiar cómo las neuronas activas contribuyen a la propagación de tau. Uno de estos métodos implica usar un tipo especial de modelo de ratón que permite a los investigadores etiquetar neuronas activas. Al observar estas neuronas etiquetadas, los científicos pueden tener una mejor idea de cómo la actividad neuronal afecta la propagación de tau.
En experimentos, los investigadores han encontrado que cuando estas neuronas hiperactivas participan en actividad convulsiva, tienden a propagar más proteína tau que sus vecinos más tranquilos. Es como los niños más ruidosos en clase que reciben toda la atención, causando un alboroto mientras los más callados solo intentan pasar el día.
La conexión entre Tau, actividad neuronal y memoria
A medida que tau se propaga y los niveles de actividad neuronal cambian, las funciones de memoria pueden deteriorarse. Los investigadores han realizado pruebas de comportamiento en ratones para evaluar qué tan bien pueden recordar cosas. Estas pruebas han mostrado que cuando tau se propaga más en redes hiperactivas, las habilidades de memoria también parecen declinar. Esto sugiere que hay una fuerte conexión entre la propagación de tau y la disfunción cognitiva.
Mediante diversas pruebas, los investigadores pueden medir cosas como qué tan lejos viaja un ratón en una arena abierta o qué tan bien reconoce nuevos objetos. A menudo encuentran que aquellos con niveles más altos de tau y más neuronas hiperactivas tienen un rendimiento pobre en estas pruebas.
Estudios en humanos
Los hallazgos de los estudios en animales no solo se quedan en el laboratorio. Los investigadores también examinan cerebros humanos después de que las personas han fallecido. Evalúan la presencia de tau en diferentes regiones del cerebro y si hay algún historial de convulsiones. Los datos muestran que aquellos con antecedentes de convulsiones a menudo tienen una patología tau más severa, lo que añade evidencia de que la hiperactividad y la propagación de tau están vinculadas tanto en ratones como en humanos.
Implicaciones para el tratamiento
Entender cómo se propaga tau y su relación con la hiperactividad en las neuronas puede ser importante para encontrar nuevos tratamientos para la enfermedad de Alzheimer. Si podemos apuntar y reducir la hiperactividad neuronal, podría haber una forma de frenar la progresión de la acumulación de tau.
Actualmente, algunos medicamentos utilizados para tratar convulsiones han mostrado promesas en reducir el deterioro cognitivo en pacientes de Alzheimer. Esto sugiere que manejar la hiperactividad en el cerebro podría ser una estrategia clave para frenar la progresión de la enfermedad.
Conclusión
En resumen, la proteína tau juega un papel crítico en la progresión de la enfermedad de Alzheimer. Su propagación por todo el cerebro está influenciada por varios factores, incluida la hiperactividad de las redes neuronales. Entender estas dinámicas puede ayudar a los investigadores a desarrollar tratamientos más efectivos para frenar la enfermedad y mejorar la calidad de vida de los afectados. A medida que seguimos estudiando el Alzheimer, esperamos descubrir aún más formas de combatir esta condición desafiante.
Así que, ya seas un científico en un laboratorio o solo alguien que busca entender un poco más sobre el Alzheimer, recuerda: incluso en el complejo mundo de la salud cerebral, siempre hay espacio para un poco de humor. Después de todo, si tau es el problemático en el aula del cerebro, ¡encontremos una manera de callar esas neuronas ruidosas y recuperar nuestra memoria en clase!
Título: Hyperactive neuronal networks facilitate tau spread in an Alzheimer's disease mouse model
Resumen: Pathological tau spreads throughout the brain along neuronal connections in Alzheimers disease (AD), but the mechanisms that underlie this process are poorly understood. Given the high incidence and deleterious consequences of epileptiform activity in AD, we hypothesized neuronal hyperactivity and seizures are key factors in tau spread. To examine these interactions, we created a novel mouse model involving the cross of targeted recombination in active populations (TRAP) mice and the 5 times familial AD (5XFAD; 5X-TRAP) model allowing for the permanent fluorescent labelling of neuronal activity. To establish a causal role of seizures in tau spread, we seeded mice with human AD brain-derived tau lysate and induced seizures with pentylenetetrazol (PTZ) kindling. Comprehensive brain mapping of tau pathology and neuronal activity revealed that basal hyperactivity in 5X-TRAP mice was associated with increased tau spread, which was exacerbated by seizure induction through activated networks and correlated with memory deficits. Computational modeling revealed that anterograde tau spread was elevated in 5X-TRAP mice and that regional neuronal activity was predictive of tau spread to that brain region. On a cellular level, we found that in both saline and PTZ-treated 5X-TRAP mice, hyperactive neurons disproportionately contributed to the spread of tau. Further, we found that Synaptogyrin-3, a synaptic vesicle protein that interacts with tau, was increased following PTZ kindling in 5X-TRAP mice, possibly indicative of a synaptic mechanism underlying seizure-exacerbated tau spread. Importantly, postmortem AD brain tissue from patients with a history of seizures showed increased tau pathology in patterns indicative of increased spread and increased Synaptogyrin-3 levels compared to those without seizures. Overall, our study identifies neuronal hyperactivity and seizures as key factors underlying the pathobiological and cognitive progression of AD. Therapies targeting these factors should be tested clinically to slow tau spread and AD progression.
Autores: Aaron J. Barbour, Keegan Hoag, Eli J. Cornblath, Abigail Chavez, Alfredo Lucas, Xiaofan Li, Sydney Zebrowitz, Chloe Hassman, Edward B. Lee, Kathryn A. Davis, Virginia M.Y. Lee, Delia M. Talos, Frances E. Jensen
Última actualización: 2024-12-03 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.01.625514
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.01.625514.full.pdf
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