Nuevas Perspectivas sobre la Acumulación de Tau en la Enfermedad de Alzheimer
La investigación revela que la acumulación de tau alrededor de los vasos sanguíneos podría afectar la progresión del Alzheimer.
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Tabla de contenidos
La enfermedad de Alzheimer es una condición que afecta a muchas personas, provocando pérdida de memoria, confusión y cambios en el comportamiento. Una de sus características clave es la acumulación de una proteína llamada TAU en el cerebro. Esta acumulación forma estructuras conocidas como Enredos Neurofibrilares (NFTs), que están muy relacionadas con la gravedad de la enfermedad y con la rapidez de su progresión. Estudiar cómo se acumula tau y por qué ciertas células cerebrales se ven más afectadas que otras es fundamental para entender la enfermedad de Alzheimer.
El Papel de la Proteína Tau
Tau es una proteína que ayuda a estabilizar las estructuras en las células cerebrales. Sin embargo, cuando tau se modifica después de su producción, especialmente a través de un proceso llamado fosforilación, tiende a agruparse. Estos grupos son lo que llamamos enredos neurofibrilares. En la enfermedad de Alzheimer, la forma en que tau se agrega varía en diferentes áreas del cerebro, y es evidente que la disposición de las estructuras cerebrales juega un gran papel en cómo se desarrolla la patología de tau.
Curiosamente, tau no solo se encuentra dentro de las células cerebrales; también se puede encontrar fuera, en los espacios entre las células. Este tau se puede medir en los fluidos alrededor del cerebro, así como en la sangre, lo que sugiere cómo se propaga por el cerebro.
Investigando los Vasos Sanguíneos y Tau
Una de las ideas que han propuesto los investigadores es que los vasos sanguíneos en el cerebro podrían ayudar a eliminar tau. El cerebro tiene varios sistemas para deshacerse de desechos y transportar proteínas. Algunos de estos sistemas conectan los espacios donde se encuentra el líquido cerebral (llamado líquido intersticial) con el líquido cefalorraquídeo, que es el líquido que rodea el cerebro y la médula espinal. Los vasos sanguíneos también ayudan en estos procesos moviendo sustancias del cerebro a la sangre.
Cuando estos caminos no funcionan bien, proteínas tóxicas como tau pueden acumularse. Una condición relacionada, llamada Angiopatía Amiloide Cerebral, implica la acumulación de amiloide beta, otra proteína asociada con Alzheimer, en las paredes de los vasos sanguíneos. Investigaciones anteriores mostraron que cuando se interrumpe el flujo del líquido cefalorraquídeo, aumentan los depósitos de tau en modelos de ratón, sugiriendo que limpiar tau a través de los vasos sanguíneos es importante.
Nuevos Hallazgos sobre Tau Vascular en Alzheimer
En un estudio reciente, los investigadores buscaron tau a lo largo de los vasos sanguíneos en los cerebros de personas con enfermedad de Alzheimer. Quisieron averiguar cuán cerca está la acumulación de tau de los vasos sanguíneos y si hay una correlación entre los niveles de tau y la formación de enredos en las células cerebrales. Los investigadores esperaban ver más tau Fosforilado cerca de los vasos sanguíneos, ya que creen que problemas con la eliminación de tau podrían llevar a la formación de enredos en neuronas cercanas.
Sin embargo, estudiar tau en el cerebro presenta desafíos únicos debido a la necesidad de capturar imágenes de alta resolución de grandes secciones de tejido. Los recientes avances en técnicas de imagen han permitido una mejor visualización de la distribución de tau en relación con los vasos sanguíneos.
El Proceso del Experimento
El equipo de investigación recolectó muestras frescas de tejido cerebral de individuos con enfermedad de Alzheimer y controles sanos. Usaron varios procedimientos para preparar las muestras. Esto implicó aislar los vasos sanguíneos del cerebro, tratar las muestras para permitir la imagen y utilizar técnicas de tinción especiales para visualizar tau y los vasos sanguíneos.
Luego, los investigadores realizaron pruebas de anticuerpos para buscar diferentes formas de tau en las paredes de los vasos sanguíneos. Quisieron comparar los niveles de tau en personas con Alzheimer con los de individuos sanos.
Preparación y Análisis del Tejido
Las muestras de cerebro fueron tratadas con una solución química para fijarlas, enjuagadas para eliminar químicos en exceso y luego cortadas en secciones delgadas. Estas secciones fueron tratadas con varias soluciones para eliminar grasas que pueden oscurecer la imagen. Después, las secciones fueron teñidas con anticuerpos específicos que se unen a tau y marcadores de los vasos sanguíneos. El proceso de imagen involucró el uso de técnicas de microscopía avanzadas para capturar imágenes detalladas del tejido cerebral.
Una vez que se recolectaron las imágenes, los investigadores utilizaron software para analizar la distribución de tau en relación con los vasos sanguíneos. Segmentarón las imágenes para identificar los vasos sanguíneos individuales y midieron los niveles de tau cerca de estos vasos.
Hallazgos Clave: Tau Alrededor de los Vasos Sanguíneos
La investigación reveló que tau se acumula a lo largo de los vasos sanguíneos en individuos con enfermedad de Alzheimer. Esta acumulación era distinta de los enredos encontrados dentro de las neuronas. En cambio, tau aparecía más difusa y estaba presente a lo largo de las superficies de algunos vasos sanguíneos. En contraste, las muestras de control de cerebros sanos no mostraron este patrón de acumulación de tau.
Los investigadores encontraron que la intensidad de la tinción de tau disminuía a medida que aumentaba la distancia de la superficie del vaso sanguíneo. Esto indica que tau probablemente se enriquece cerca de las superficies de los vasos sanguíneos en comparación con el tejido circundante.
Entendiendo Tau Vascular
Para definir mejor las características de este tau vascular, el equipo estableció un método para estudiarlo. Usaron software de realidad virtual para trazar y segmentar con precisión los vasos sanguíneos individuales en las imágenes. Al hacerlo, pudieron medir los niveles de tau en las superficies de estos vasos sanguíneos de manera más detallada.
También examinaron diferentes capas del cerebro para ver cómo se distribuía tau. Encontraron que la acumulación de tau estaba presente en la mayoría de las capas corticales, excepto en una. El tamaño promedio de los vasos sanguíneos examinados era de alrededor de 17 micrómetros, y notaron que la mayoría de los vasos positivos para tau eran arteriolas.
Frecuencia y Distribución de Tau Vascular
Los investigadores cuantificaron la tinción de tau a lo largo de las superficies de los vasos sanguíneos y notaron una amplia variación en los patrones de acumulación de tau. Algunos segmentos de vasos sanguíneos mostraron una acumulación sustancial de tau, mientras que otros no. Al dividir los vasos sanguíneos en segmentos, crearon mapas de calor para visualizar la intensidad de la tinción de tau.
Los datos indicaron que los segmentos de vasos sanguíneos con los niveles más altos de tau tenían una clara diferencia en comparación con aquellos con niveles más bajos de tau. Esto sugiere que las áreas de tau elevado cerca de los vasos sanguíneos no son una ocurrencia aleatoria, sino que pueden estar vinculadas al proceso de la enfermedad.
Analizando Diferentes Formas de Tau
Dado que tau puede modificarse de diversas maneras, los investigadores buscaron entender qué formas de tau estaban presentes en los vasos sanguíneos. Aislaron los vasos sanguíneos de los cerebros de pacientes para realizar pruebas que identificaran diferentes formas de tau.
Los resultados mostraron que ciertas formas fosforiladas de tau estaban significativamente más altas en los vasos sanguíneos de pacientes con Alzheimer en comparación con los controles. Esto apunta a la idea de que estas formas específicas de tau son más propensas a acumularse en los vasos sanguíneos de aquellos con la enfermedad.
Relación Entre Tau y Enredos
Otro aspecto importante del estudio fue examinar cómo la acumulación de tau en los vasos sanguíneos se relaciona con la presencia de enredos en neuronas cercanas. Los investigadores segmentaron y analizaron la densidad de NFTs y neuronas alrededor de los vasos sanguíneos para encontrar patrones en sus relaciones.
El análisis de datos sugirió que a medida que aumentaba el nivel de tau cerca de los vasos sanguíneos, también aumentaba la probabilidad de que las neuronas cercanas contuvieran NFTs. Esta correlación indica que la acumulación de tau en los vasos sanguíneos puede tener implicaciones para el desarrollo de enredos en las neuronas, que son una característica clave de la enfermedad de Alzheimer.
Conclusión: El Papel de Tau en la Enfermedad de Alzheimer
Los hallazgos de esta investigación destacan el papel significativo de la acumulación de tau alrededor de los vasos sanguíneos en la progresión de la enfermedad de Alzheimer. La presencia de tau en estas áreas es similar a los depósitos de amiloide beta en condiciones como la angiopatía amiloide cerebral.
Estas percepciones apoyan la idea de que los vasos sanguíneos juegan un papel esencial en la eliminación de tau del cerebro, y que las interrupciones en este proceso podrían contribuir al avance de la enfermedad. Una investigación adicional sobre cómo tau interactúa con el sistema vascular podría revelar nuevos objetivos para terapias destinadas a reducir la carga de tau en el cerebro.
En resumen, el estudio proporciona evidencia valiosa que apunta a la relación entre la patología de tau y los vasos sanguíneos del cerebro en la enfermedad de Alzheimer. Entender esta relación podría abrir nuevas avenidas para la investigación y estrategias de tratamiento potenciales en la lucha contra esta devastadora condición.
Título: Brain Vasculature Accumulates Tau and Is Spatially Related to Tau Tangle Pathology in Alzheimer's Disease
Resumen: Insoluble pathogenic proteins accumulate along blood vessels in conditions of cerebral amyloid angiopathy (CAA), exerting a toxic effect on vascular cells and impacting cerebral homeostasis. In this work we provide new evidence from three-dimensional human brain histology that tau protein, the main component of neurofibrillary tangles, can similarly accumulate along brain vascular segments. We quantitatively assessed n=6 Alzheimers disease (AD), and n=6 normal aging control brains and saw that tau-positive blood vessel segments were present in all AD cases. Tau-positive vessels are enriched for tau at levels higher than the surrounding tissue and appear to affect arterioles across cortical layers (I-V). Further, vessels isolated from these AD tissues were enriched for N-terminal tau and tau phosphorylated at T181 and T217. Importantly, tau-positive vessels are associated with local areas of increased tau neurofibrillary tangles. This suggests that accumulation of tau around blood vessels may reflect a local clearance failure. In sum, these data indicate tau, like amyloid beta, accumulates along blood vessels and may exert a significant influence on vasculature in the setting of AD.
Autores: Rachel Bennett, Z. Hoglund, N. Ruiz-Uribe, E. del Sastre, B. Woost, J. Bailey, B. Hyman, T. J. Zwang
Última actualización: 2024-01-28 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.27.577088
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.27.577088.full.pdf
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