¿Un golpe en la cabeza puede activar virus latentes y despertar el alzhéimer años después?

Realizar ejercicio físico de forma frecuente protege frente a diferentes enfermedades, entre ellas las neurodegenerativas. Sin embargo, determinados deportes de contacto, como el fútbol y el boxeo, pueden disparar las probabilidades de padecer alzhéimer, párkinson, encefalopatía traumática crónica, etc. El motivo son los traumatismos craneoencefálicos.

Según estimaciones de la Sociedad Española de Neurología (SEN), entre el 10% y el 20% de todas las lesiones deportivas que se producen cada año son traumatismos craneoencefálicos y alrededor de un 20% de los jugadores de deportes de contacto padecen, al menos, un episodio de daño cerebral traumático al año.

Ahora investigadores de la Universidad de Tufts y la Universidad de Oxford han descubierto mecanismos que pueden conectar los puntos entre el traumatismo y la aparición de la enfermedad, apuntando a virus latentes que acechan en la mayoría de nuestros cerebros y que pueden activarse por la sacudida, lo que provoca inflamación y daño acumulado que puede ocurrir durante los meses y años siguientes.

Los resultados sugieren que el uso de medicamentos antivirales como posibles tratamientos preventivos tempranos después de una lesión en la cabeza. Los hallazgos se publican en un estudio en la revista científica "Science Signaling".

El microbioma, que incluye cientos de especies bacterianas que habitan en nuestro cuerpo, ayuda a la digestión, al desarrollo del sistema inmunológico y a la protección contra patógenos dañinos. Pero el microbioma también incluye docenas de virus que pululan en nuestro cuerpo. Algunos de ellos pueden ser potencialmente dañinos, pero simplemente permanecen latentes dentro de nuestras células.

Por ejemplo, se sabe que el virus del herpes simple 1 (HSV-1), presente en más del 80 % de las personas, y el virus de la varicela-zóster, presente en el 95 % de las personas, llegan al cerebro y duermen dentro de nuestras neuronas y células gliales (células del sistema nervioso central que interactúan con las neuronas).

Dana Cairns, investigadora asociada del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Tufts y autora principal del estudio, había encontrado evidencia en estudios anteriores que sugerían que la activación del HSV-1 desde su estado latente desencadena los síntomas característicos de la enfermedad de Alzheimer en modelos de laboratorio de tejido cerebral: placas amiloides, pérdida neuronal, inflamaciones y disminución de la funcionalidad de la red neuronal.

“En ese estudio, otro virus, la varicela, creó las condiciones inflamatorias que activaron el HSV-1”, afirma Cairns en un comunicado. Y “pensamos: ¿qué pasaría si sometiéramos el modelo de tejido cerebral a una alteración física, algo similar a una conmoción cerebral? ¿Se despertaría el HSV-1 y comenzaría el proceso de neurodegeneración?”, recuerda.

El vínculo entre el HSV-1 y la enfermedad de Alzheimer fue sugerido por primera vez por la coautora Ruth Itzhaki, profesora visitante en la Universidad de Oxford, quien hace más de 30 años identificó el virus en una gran proporción de cerebros de la población de edad avanzada.

Sus estudios posteriores sugirieron que el virus puede reactivarse en el cerebro desde un estado latente por eventos como el estrés o la inmunosupresión, lo que finalmente conduce a un daño neuronal.

En el estudio actual, los investigadores utilizaron un modelo de laboratorio que reconstruye el entorno del cerebro para comprender mejor cómo las conmociones cerebrales pueden desencadenar las primeras etapas de la reactivación del virus y la neurodegeneración.

Modelo de tejido cerebral empleado

Para ello, emplearon, como modelo de tejido cerebral un material, un material esponjoso con forma de rosquilla de 6 mm de ancho, hecho de proteína de seda y colágeno, impregnado de células madre neuronales, que luego se convierten en neuronas maduras, desarrollan axones y extensiones dendríticas y forman una red.

Es decir, el mismo modelo que le sirvió años antes a la investigadora para vincular el alzhéimer con el herpes.

Las células gliales también emergen de las células madre para ayudar a imitar el entorno cerebral y nutrir a las neuronas. Las neuronas se comunican entre sí a través de sus extensiones de manera similar a como se comunicarían en un cerebro. Y al igual que las células del cerebro, pueden llevar dentro de ellas el ADN del virus HSV-1 latente.

Después de encerrar el tejido similar al cerebro en un cilindro y darle una sacudida repentina sobre un pistón, imitando una conmoción cerebral, Cairns examinó el tejido bajo el microscopio durante un tiempo. Algunos de los modelos de tejido tenían neuronas con HSV-1, y otros estaban libres del virus.

Tras los golpes controlados, observó que las células infectadas mostraban una reactivación del virus y, poco después, los marcadores característicos de la enfermedad de Alzheimer, incluidas las placas amiloides, p-tau (una proteína que crea "ovillos" similares a fibras en el cerebro), inflamación, neuronas moribundas y una proliferación de células gliales llamada gliosis.

Otros golpes con los pistones sobre los modelos de tejido que imitaban lesiones repetidas en la cabeza produjeron las mismas reacciones, que fueron incluso más graves. Mientras tanto, las células sin HSV-1 mostraron algo de gliosis, pero ninguno de los otros marcadores de la enfermedad de Alzheimer.

Los resultados fueron un fuerte indicador de que los atletas que sufren conmociones cerebrales podrían estar desencadenando la reactivación de infecciones latentes en el cerebro que pueden conducir a la enfermedad de Alzheimer. Los estudios epidemiológicos han demostrado que múltiples golpes en la cabeza pueden duplicar o incluso aumentar las probabilidades de sufrir una enfermedad neurodegenerativa meses o años después.

“Esto abre la cuestión de si los medicamentos antivirales o los agentes antiinflamatorios podrían ser útiles como tratamientos preventivos tempranos después de sufrir un traumatismo craneal para detener la activación del HSV-1 y reducir el riesgo de enfermedad de Alzheimer”, dice Cairns.

El problema va mucho más allá de las preocupaciones de los deportistas. Las lesiones cerebrales traumáticas son una de las causas más comunes de discapacidad y muerte en adultos, afectando a unos 69 millones de personas en todo el mundo cada año.

“El modelo de tejido cerebral nos lleva a otro nivel en la investigación de estas conexiones entre lesiones, infecciones y enfermedad de Alzheimer”, afirma David Kaplan, profesor de ingeniería de la familia Stern en Tufts.

“Podemos recrear entornos de tejido normales que se parecen al interior de un cerebro, rastrear virus, placas, proteínas, actividad genética, inflamación e incluso medir el nivel de señalización entre neuronas. Hay mucha evidencia epidemiológica sobre los vínculos ambientales y de otro tipo con el riesgo de alzhéimer. El modelo de tejido nos proporcionará un punto de partida para probar nuevos medicamentos”, añade.