Los problemas cardíacos causan una actividad genética alterada en el centro de la memoria del cerebro, de la cual surgen los déficits cognitivos. Investigadores del Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE), el Centro Médico Universitario de Göttingen (UMG) y el Centro Alemán de Investigación Cardiovascular (DZHK) llegan a esta conclusión basándose en estudios de laboratorio. Consideran que han encontrado una posible causa del mayor riesgo de demencia en personas con problemas cardíacos. En ratones, un fármaco específico que se sabe que afecta la actividad genética alivia los déficits mentales. Los expertos involucrados ven estos resultados como posibles enfoques para las terapias. Los datos del estudio se publican en la revista científica EMBO Molecular Medicine.
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En Alemania, alrededor de cuatro millones de personas se ven afectadas por lo que se llama “insuficiencia cardíaca”: su músculo cardíaco es demasiado débil para bombear suficiente sangre a través del cuerpo y, por lo tanto, está anormalmente agrandado. Como resultado, la condición física y la calidad de vida sufren. Además, las personas afectadas tienen un mayor riesgo de desarrollar demencia. “Las personas con problemas cardiológicos e insuficiencia cardíaca en particular pueden experimentar déficits cognitivos notables y un mayor riesgo de desarrollar la enfermedad de Alzheimer. Las posibles razones incluyen el suministro de sangre deficiente al cerebro y la disfunción del hipocampo, que es el centro de control de la memoria“, explicó André Fischer. Líder del grupo de investigación en el sitio de Göttingen de la DZNE y profesor del Departamento de Psiquiatría y Psicoterapia de la UMG. “Sin embargo, hay una falta de terapias para tratar eficazmente los déficits cognitivos en personas con problemas cardíacos. Esto se debe a que no está completamente claro qué deficiencias se desencadenan en las neuronas. Hasta ahora no había datos al respecto“.
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Células estresadas
Ahora, un equipo dirigido por el Prof. André Fischer y el Prof. Karl Toischer (Clínica de Cardiología y Neumología en la UMG y el sitio de Göttingen de DZHK) está presentando hallazgos sobre este tema por primera vez. Los investigadores observaron en ratones que se desarrollaba una actividad genética alterada en el hipocampo como resultado de problemas cardíacos. “En las pruebas de memoria, los ratones con insuficiencia cardíaca se desempeñaron significativamente peor que sus compañeros sanos“, explicó Fischer. “Luego examinamos las neuronas del hipocampo. En los ratones con insuficiencia cardíaca, encontramos un aumento de las vías de estrés celular y una actividad genética alterada en las neuronas”.
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Bobinados apretados
El genoma de un ratón, y también de los humanos, comprende alrededor de 20.000 genes. En cualquier celda, sin embargo, solo una parte de ellos está activa, encendida, por así decirlo. Este no es un mero estado de encendido o apagado: la actividad puede ser fuerte o menos fuerte. Esto depende, entre otras cosas, de qué tan apretado esté el ADN (la molécula en forma de hilo que transporta el genoma) y qué tan accesibles sean los genes que contiene. Tanto en ratones como en humanos, el ADN tiene más de un metro de largo. Pero en una célula, la molécula está tan compacta que encaja en el núcleo. “Los genes solo pueden estar activos si son accesibles a la maquinaria de la célula. Con este fin, el ADN debe enrollarse un poco más suelto en los sitios relevantes. Esto es similar a una bola de hilo con lazos que sobresalen“, agregó. dijo Fischer. En el estudio actual, se descubrió que el ADN está más apretado en las neuronas de los ratones con problemas cardíacos que en las parejas sanas. Por lo tanto, varios genes importantes para la función del hipocampo fueron menos activos que en ratones sanos.
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Un fármaco contra el cáncer mejora la memoria
Los científicos identificaron cambios químicos en las histonas como la causa del enrollamiento apretado. Las histonas son proteínas especiales: el ADN las envuelve, como el hilo alrededor de un carrete de hilo. El grupo de investigación de Fischer ha estado estudiando las histonas y otros actores que influyen en la actividad genética durante bastante tiempo; en la jerga técnica se les llama “mecanismos epigenéticos”. En este contexto, los investigadores también están investigando fármacos. En estudios anteriores, pudieron demostrar que el fármaco contra el cáncer “vorinostat” puede aliviar los problemas de memoria genéticos y relacionados con la edad en ratones. Actualmente, se está investigando el vorinostat para la terapia de personas con Alzheimer en un ensayo clínico de la DZNE. En el estudio actual, los científicos trataron ratones con insuficiencia cardíaca con este fármaco. Descubrieron que la capacidad de bombeo del corazón no cambió significativamente, pero el rendimiento de la memoria mejoró.
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Cooperación interdisciplinaria
“Se ha demostrado que el vorinostat actúa sobre las histonas y, por lo tanto, sobre la actividad genética. Nuestro estudio proporciona pistas iniciales sobre los procesos moleculares que contribuyen a la disfunción cognitiva después de problemas cardíacos e indica posibles enfoques terapéuticos“, comentó Fischer sobre los resultados. “El hecho es, sin embargo, que todavía no entendemos por qué, como resultado de la insuficiencia cardíaca, se altera la actividad genética en el hipocampo. ¿Cuál es el papel del suministro deficiente de sangre al cerebro? ¿El corazón con problemas libera sustancias que afectan ¿Las histonas? Tenemos la intención de investigar esto en pacientes con problemas cardíacos. Al igual que con nuestro estudio actual, que involucró a expertos de la neurociencia y la investigación cardíaca, nuestro objetivo es abordar estas preguntas de una manera interdisciplinaria“.
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Fuente y referencias
Fuente original: DZNE – German Center for Neurodegenerative Diseases
Referencia del estudio:
Md Rezaul Islam, Dawid Lbik, Md Sadman Sakib, Raoul Maximilian Hofmann, Tea Berulava, Martí Jiménez Mausbach, Julia Cha, Maria Goldberg, Elerdashvili Vakhtang, Christian Schiffmann, Anke Zieseniss, Dörthe Magdalena Katschinski, Farahnaz Sananbenesi, Karl Toischer, Andre Fischer. Epigenetic gene expression links heart failure to memory impairment. EMBO Molecular Medicine, 2021; DOI: 10.15252/emmm.201911900
Gianluigi Condorelli, Michela Matteoli. Mind your heart: the epigenetic consequences of heart failure on brain function. EMBO Molecular Medicine, 2021; DOI: 10.15252/emmm.202013785
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