Un equipo internacional codirigido por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y el Hospital West China de la Universidad de Sichuan (WCHSU) ha logrado revertir la enfermedad de Alzhéimer en ratones, después de solo 3 inyecciones con nanopartículas, restaurando la función normal del sistema vascular, en lugar de actuar sobre las neuronas u otras células cerebrales, como se ha hecho habitualmente hasta ahora.
A diferencia de la nanomedicina tradicional, que se basa en nanopartículas como portadoras de moléculas terapéuticas, esta estrategia que revierte la enfermedad de Alzheimer en ratones emplea nanopartículas que son bioactivas en si mismas: «fármacos supramoleculares».
Así, en lugar de dirigirse directamente a las neuronas, la terapia restaura la función adecuada de la barrera hematoencefálica (BBB por sus siglas en inglés), el “guardián vascular” que regula el entorno del cerebro. Al reparar esta interfaz crítica, los investigadores lograron revertir la patología del Alzheimer en modelos animales.
El cerebro humano contiene aproximadamente mil millones de capilares, lo que destaca el papel vital del sistema vascular cerebral en el mantenimiento de la salud y la lucha contra las enfermedades. Estos hallazgos resaltan el papel crucial de la salud vascular, especialmente en enfermedades como la demencia y el Alzheimer, que se relacionan con un sistema vascular comprometido.
El equipo de investigadores revelaron un mecanismo específico permite que las «proteínas de desecho» indeseadas producidas en el cerebro atraviesen la BBB, una barrera celular y fisiológica que separa el cerebro del flujo sanguíneo para protegerlo de peligros externos como patógenos o toxinas, y se eliminen en el flujo sanguíneo correctamente. En la enfermedad de Alzheimer, la principal proteína «de desecho» es la amiloide-β (Aβ), cuya acumulación perjudica el funcionamiento normal de las neuronas.
Los investigadores utilizaron modelos de ratón a los que administraron solo 3 dosis de los fármacos supramoleculares y posteriormente monitorearon regularmente la evolución de la enfermedad. Como destaca Junyang Chen, primer coautor del estudio, investigador del Hospital West China de la Universidad de Sichuan y estudiante de doctorado del University College London (UCL), «solo 1 hora después de la inyección observamos una reducción del 50-60% en la cantidad de Aβ dentro del cerebro».
Los datos más llamativos fueron los efectos terapéuticos. Los investigadores realizaron varios experimentos para analizar el comportamiento de los animales y medir el deterioro de la memoria durante varios meses, cubriendo todas las etapas de la enfermedad. En uno de los experimentos, trataron a un ratón de 12 meses (equivalente a un humano de 60 años) con las nanopartículas y analizaron su comportamiento después de 6 meses. El resultado fue impresionante: el animal, de 18 meses (comparable a un humano de 90 años), había recuperado el comportamiento de un ratón sano.
«El efecto a largo plazo proviene de la restauración del sistema vascular del cerebro. Creemos que funciona como una cascada: cuando se acumulan especies tóxicas como la beta amiloide (Aβ), la enfermedad progresa. Pero una vez que la vascularización puede funcionar nuevamente, empieza a eliminar Aβ y otras moléculas dañinas, lo que permite que todo el sistema recupere su equilibrio. Lo más relevante es que nuestras nanopartículas actúan como un fármaco y parecen activar un mecanismo de retroalimentación que devuelve esta vía de eliminación a niveles normales». señala Junyang Chen.
Nanopartículas que actúan como fármacos supramoleculares
En este estudio, los investigadores introducen nanopartículas que actúan como fármacos supramoleculares, agentes terapéuticos por sí solos en lugar de portadores de medicamentos. Diseñadas con un enfoque de ingeniería molecular bottom-up (de abajo arriba), estas nanopartículas combinan un control de tamaño preciso con un número definido de ligandos en la superficie, creando una plataforma multivalente capaz de interactuar con los receptores celulares de una manera muy específica.
Al participar en el tráfico de receptores en la membrana celular, abren una forma única y novedosa de modular la función del receptor. Esta precisión no solo permite la eliminación efectiva de la proteína amiloide-β del cerebro, sino que también restaura el equilibrio del sistema vascular que mantiene una función cerebral saludable.
«Nuestro estudio demostró una notable eficacia para lograr una rápida eliminación de Aβ, restaurar la función saludable en la barrera hematoencefálica y conducir a una sorprendente reversión de la patología del Alzheimer», indica Lorena Ruiz Pérez, investigadora del grupo de Biónica Molecular del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y profesora adjunta Serra Hunter en la Facultad de Física de la Universidad de Barcelona (UB).
Esta innovadora propuesta de terapia ofrece una vía prometedora para desarrollar intervenciones clínicas efectivas, abordar las contribuciones vasculares a la enfermedad de Alzheimer y, en última instancia, mejorar los resultados de los pacientes.
Pueden consultar aquí el artículo ‘Rapid amyloid-β clearance and cognitive recovery through multivalent modulation of blood–brain barrier transport’, publicado en la revista Signal Transduction and Targeted Therapy y que recoge estos hallazgos.
