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El papel de la microglía en la progresión de la enfermedad de Alzheimer

Este artículo explora cómo la microglía impacta el Alzheimer a través de respuestas al estrés y secreción de lípidos.

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La enfermedad de Alzheimer (EA) es una condición seria del cerebro que provoca problemas con la memoria, el pensamiento y el comportamiento. Un aspecto clave de esta enfermedad involucra a las Microglías, que son las células inmunes del cerebro. Estas células ayudan a proteger el cerebro y a mantener su salud, pero también pueden contribuir a los problemas que se ven en el Alzheimer.

¿Qué son las Microglías?

Las microglías son células pequeñas que se encuentran en todo el cerebro y la médula espinal. Son cruciales para la salud del cerebro porque limpian desechos, protegen contra infecciones y apoyan a las células cerebrales. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, como en el Alzheimer, las microglías pueden cambiar de maneras que pueden perjudicar en vez de ayudar al cerebro.

El Papel de la Genética en la Enfermedad de Alzheimer

Las investigaciones han mostrado que ciertos factores Genéticos pueden aumentar el riesgo de desarrollar Alzheimer. Uno de los factores de riesgo más significativos es un gen llamado APOE4. Este gen se ha relacionado con cómo las microglías responden al estrés en el cerebro. Cuando las microglías están bajo estrés, pueden volverse menos efectivas en sus roles protectores y pueden comenzar a contribuir al daño que ocurre en el Alzheimer.

La Conexión Entre Microglías y Alzheimer

Los estudios han sugerido que las microglías pueden adoptar diferentes formas, algunas de las cuales podrían ayudar con la Neurodegeneración. Una de estas formas se conoce como microglías oscuras, caracterizadas por signos de estrés dentro de las células. Se piensa que estas microglías oscuras tienen efectos negativos, como una poda excesiva de conexiones entre células cerebrales, lo que puede empeorar los síntomas del Alzheimer.

Respuestas al Estrés en las Microglías

Cuando las microglías están bajo estrés, activan ciertos caminos dentro de las células para afrontar este estrés. Un camino importante se llama la respuesta integrada al estrés (ISR). En el Alzheimer, la ISR suele activarse en las microglías, lo que puede llevar a cambios en su función.

La ISR puede ser activada por varios factores estresantes, incluyendo la presencia de placas de amiloide, que son un sello distintivo de la enfermedad de Alzheimer. A medida que las microglías responden a estas placas, su comportamiento puede cambiar, resultando en niveles aumentados de marcadores de estrés dentro de las células.

Activación Microglial y Sus Efectos

Cuando la ISR se activa en las microglías, pueden comenzar a expresar diferentes genes relacionados con el estrés y el metabolismo. Este cambio puede llevar a varios resultados para la salud del cerebro. En modelos de Alzheimer, la ISR activada está relacionada con un aumento en la acumulación de proteínas Tau, que son dañinas en el Alzheimer y contribuyen a la neurodegeneración.

Además, cuando la ISR está activa en las microglías, los estudios indican que puede llevar a funciones deficientes como la pérdida de proteínas sinápticas, que son cruciales para la comunicación entre las células cerebrales. Si las microglías no funcionan bien, la capacidad del cerebro para adaptarse y recuperarse del daño se reduce.

El Papel de los Lípidos y Su Impacto

Otra área de preocupación es la secreción de lípidos por microglías estresadas. Los lípidos son grasas que se encuentran en el cuerpo y son esenciales para la función celular. Sin embargo, cuando las microglías secretan ciertos lípidos, puede llevar a problemas para las células vecinas en el cerebro, como las neuronas y los oligodendrocitos, que son cruciales para el soporte y la isolación de las células nerviosas.

Las investigaciones han mostrado que estos lípidos pueden inducir estrés en otras células cerebrales, llevando a un aumento de la muerte celular y disfunción. Esto deja claro que la actividad de la ISR microglial no solo afecta a las microglías mismas, sino que también tiene efectos de gran alcance en otros tipos de células cerebrales.

La Conexión Entre Lípidos y Neurodegeneración

Los lípidos secretados por microglías activas en la ISR pueden causar una variedad de resultados negativos. Por ejemplo, pueden dañar la supervivencia de los oligodendrocitos, que son importantes para mantener una función neuronal saludable. De manera similar, la presencia de estos lípidos puede interrumpir el equilibrio de las neuronas, llevando a una excitabilidad aumentada y potencialmente contribuyendo a la neurodegeneración.

Implicaciones para el Tratamiento

Entender cómo las microglías contribuyen a la enfermedad de Alzheimer a través de la ISR y la secreción de lípidos proporciona valiosas perspectivas sobre posibles tratamientos. Si los investigadores pueden encontrar formas de inhibir la activación de la ISR en las microglías, podría ayudar a reducir la neurodegeneración y mejorar la salud cerebral en los pacientes de Alzheimer.

Conclusión

La enfermedad de Alzheimer es compleja, pero la investigación muestra que las microglías desempeñan un papel fundamental en su desarrollo y progresión. La forma en que las microglías responden al estrés, particularmente a través de vías como la ISR, puede llevar a efectos perjudiciales en el cerebro. Al apuntar a estas vías y entender sus efectos en otras células cerebrales, hay esperanza para desarrollar mejores tratamientos para la enfermedad de Alzheimer y mejorar la calidad de vida de los afectados.

Fuente original

Título: Integrated stress response associated with dark microglia promotes microglial lipogenesis and contributes to neurodegeneration

Resumen: Microglia, the brains primary resident immune cells, are a heterogeneous population and can assume phenotypes with diverse functional outcomes on brain homeostasis. In Alzheimers disease (AD), where microglia are a leading causal cell type, microglia subsets with protective functions have been well characterized. Yet, the identity of microglia subsets that drive neurodegeneration remains unresolved. Here, we identify a neurodegenerative microglia phenotype that is characterized by a conserved stress signaling pathway, the integrated stress response (ISR). Using mouse models to activate or inhibit ISR in microglia, we show that ISR underlies the ultrastructurally distinct "dark" microglia subset linked to pathological synapse loss. Inducing microglial ISR in murine AD models exacerbates neurodegenerative pathologies, such as Tau pathology and synaptic terminal loss. Conversely, inhibiting microglial ISR in AD models ameliorates these pathologies. Mechanistically, we present evidence that ISR promotes the secretion of toxic long-chain lipids that impair neuron and oligodendrocyte homeostasis in vitro. Accordingly, small molecule-based inhibition of lipid synthesis in AD models ameliorates synaptic terminal loss. Our results demonstrate that activation of ISR within microglia represents a novel pathway contributing to neurodegeneration and suggest that this may be sustained, at least in part, by the secretion of long-chain lipids from ISR-activated microglia.

Autores: Pinar Ayata, A. Flury, L. Aljayousi, S. Aziz, H.-J. Park, M. Khakpour, C. Sandberg, F. G. Ibanez, O. Braniff, P. Deme, J. D. McGrath, T. Ngo, J. Mechler, D. M. Ramirez, D. Avnon-Klein, J. W. Murray, J. Liu, N. J. Haughey, S. Werneburg, M.-E. Tremblay

Última actualización: 2024-03-08 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.04.582965

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.04.582965.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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