Descubriendo un importante contribuyente a la enfermedad de Alzheimer

Resumen: Los investigadores identificaron una vía que comienza en el intestino y termina con una proteína proinflamatoria en el cerebro que parece contribuir al desarrollo y progresión de la enfermedad de Alzheimer.

Fuente: LSU

Investigación dirigida por los Dres. Yuhai Zhao y Walter J Lukiw del LSU Health New Orleans Neuroscience Center and the Departments of Cell Biology and Anatomy, Neurology and Ophthalmology, informan por primera vez de una vía que comienza en el intestino y termina con una potente toxina proinflamatoria en el cerebro células que contribuyen al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer (EA). También informan de una forma sencilla de prevenirlo.

Los resultados se publican en Fronteras en Neurología.

Los investigadores encontraron evidencia de que una molécula que contiene una neurotoxina muy potente generada por microbios (lipopolisacárido o LPS) derivada de la bacteria Gram-negativa Bacteroides fragilis en el tracto gastrointestinal (GI) humano genera una neurotoxina conocida como BF-LPS.

“Los LPS en general son probablemente los glicolípidos neurotóxicos proinflamatorios derivados de microbios más potentes que se conocen”, dice el Dr. Lukiw. “Muchos laboratorios, incluido el nuestro, han detectado diferentes formas de LPS dentro de las neuronas del cerebro humano afectado por la enfermedad de Alzheimer”.

En este estudio, los investigadores detallan la vía del BF-LPS desde el intestino hasta el cerebro y sus mecanismos de acción una vez allí. El BF-LPS se filtra fuera del tracto gastrointestinal, cruza la barrera hematoencefálica a través del sistema circulatorio y accede a los compartimentos del cerebro. Luego, aumenta la inflamación en las células cerebrales e inhibe la luz de neurofilamentos específicos de las neuronas (NF-L), una proteína que respalda la integridad celular.

Un déficit de esta proteína conduce a la atrofia progresiva de las células neuronales y, en última instancia, a la muerte celular, como se observa en las neuronas afectadas por la EA. También informan que la ingesta adecuada de fibra dietética puede evitar el proceso.

Las características novedosas de esta vía patológica recién descrita son tres. La vía estimulante de la EA comienza dentro de nosotros, en nuestro microbioma del tracto gastrointestinal, y por lo tanto es muy “de origen local” y activa a lo largo de nuestras vidas.

El BF-LPS se filtra fuera del tracto GI, cruza la barrera hematoencefálica a través del sistema circulatorio y accede a los compartimentos del cerebro. Crédito: LSU

La neurotoxina altamente potente BF-LPS es un subproducto natural del metabolismo microbiano basado en el tracto gastrointestinal. La abundancia de Bacteroides fragilis en el microbioma, que es la fuente de la neurotoxina BF-LPS, puede regularse mediante la ingesta de fibra dietética.

“Dicho de otra manera, los enfoques basados ​​en la dieta para equilibrar los microorganismos en el microbioma pueden ser un medio atractivo para modificar la abundancia, la especiación y la complejidad de las formas enterotoxigénicas de microbios relevantes para la EA y su potencial para la descarga patológica de microbios altamente neurotóxicos. secreciones derivadas que incluyen BF-LPS y otras formas de LPS”, explica Lukiw.

Los investigadores concluyen que una mejor comprensión de la interacción entre el eje del sistema nervioso central del tracto gastrointestinal y el microbioma del tracto gastrointestinal y la enfermedad de Alzheimer tiene un potencial considerable para conducir a nuevas estrategias diagnósticas y terapéuticas en el manejo clínico de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades letales, trastornos neurodegenerativos progresivos y relacionados con la edad.

Se ha estimado que los estadounidenses comen de 10 a 15 gramos de fibra al día en promedio. El USDA recomienda que las mujeres de hasta 50 años consuman 25 gramos al día y los hombres 38 gramos. A partir de los 50 años, las mujeres y los hombres deben consumir 21 y 30 gramos al día, respectivamente.

Según los Institutos Nacionales de Salud, la enfermedad de Alzheimer es el diagnóstico más común para los pacientes con demencia y la sexta causa de muerte entre los estadounidenses. Los expertos estiman que hasta 5,8 millones de estadounidenses mayores de 65 años tienen la enfermedad de Alzheimer, y se prevé que la prevalencia en los Estados Unidos aumente a 13,8 millones para 2050.

Sobre esta noticia de investigación de la enfermedad de Alzheimer

Autor: Oficina de prensa
Fuente: LSU
Contacto: Oficina de Prensa – LSU
Imagen: La imagen está acreditada a LSU.

Ver también

Este dibujo muestra una rata y una neurona.

Investigacion original: Acceso abierto.
“Regulación a la baja de la expresión de la cadena ligera del neurofilamento en cocultivos de células gliales y neuronales humanas por un miRNA-30b-5p inducido por lipopolisacáridos derivados de microbiomas” por Aileen I. Pogue et al. Fronteras en Neurología


Resumen

Regulación a la baja de la expresión de la cadena ligera del neurofilamento en cocultivos de células neuronales y gliales humanas por un miRNA-30b-5p inducido por lipopolisacáridos derivados de microbiomas

Múltiples laboratorios han demostrado que el lipopolisacárido bacteriano Gram-negativo (LPS) derivado del microbioma reside dentro de las neuronas neocorticales y del hipocampo afectadas por la enfermedad de Alzheimer (EA). El LPS y otros factores estresantes proinflamatorios inducen fuertemente un conjunto definido de microARN humanos sensibles a NF-kB (p50/p65), incluido un cerebro enriquecido Homo sapiens microARN-30b-5p (hsa-miARN-30b-5p; miARN-30b).

Aquí proporcionamos evidencia de que este miARN asociado con la neuropatología, que se sabe que está regulado positivamente en el cerebro con AD y en las células neuronales-gliales humanas (HNG) estresadas con LPS en cultivo primario, se dirige a la región no traducida del ARNm de la cadena 3 ‘del neurofilamento ligero (NF-L) ( 3′-UTR), que conduce a la regulación negativa postranscripcional de la expresión de NF-L observada en las células HNG tratadas con AD y LPS.

Una deficiencia de NF-L se asocia con la consiguiente atrofia del citoesqueleto neuronal y la alteración de la organización sináptica. Curiosamente, se ha demostrado previamente que miRNA-30b se expresa altamente en modelos animales y celulares tratados con péptido amiloide-beta (Aβ), y los péptidos Aβ promueven la entrada de LPS en las neuronas. El aumento de la expresión de miARN-30b induce lesión neuronal, pérdida de neuronas, inflamación neuronal, deterioro de la transmisión sináptica y falla sináptica en enfermedades neurodegenerativas y modelos murinos transgénicos.

Esta red de señalización patológica LPS-NF-kB-miRNA-30b-NF-L derivada de la microbiota intestinal: (i) subraya un vínculo patológico positivo entre el LPS de los microbios del tracto gastrointestinal (GI) y la neuropatología inflamatoria, el citoesqueleto desordenado y la señalización sináptica interrumpida del cerebro con AD y las células cerebrales estresadas; y (ii) es el primer ejemplo de un glicolípido neurotóxico derivado de microbioma que tiene acciones mediadas por miARN-30b perjudiciales significativas en la expresión de NF-L, una proteína de filamento específica de neuronas abundante conocida por ser importante en el mantenimiento de la forma de las células neuronales, calibre axonal, y homeostasis sináptica.

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