Ardillas y tratamiento de apoplejía: ¿Cuál es la conexión?

Si está frustrado con las ardillas de tierra que desenterran sus plantas, es posible que desee reducirlos un poco. Los investigadores revelan cómo estos problemáticos, pero adorables roedores podrían ser la clave para tratar el accidente cerebrovascular.
Un proceso celular en los cerebros de las ardillas terrestres en hibernación puede conducir a un nuevo tratamiento para el accidente cerebrovascular isquémico.

Publicado recientemente en El diario FASEB, el estudio describe un proceso celular en el cerebro de las ardillas terrestres que permite que sus células cerebrales sobrevivan a una reducción en el flujo sanguíneo durante la hibernación.

Esta información llevó a los investigadores a descubrir un compuesto que podría desencadenar este proceso en humanos, acercándonos a un nuevo medicamento para el accidente cerebrovascular isquémico, la forma más común de la enfermedad.

El accidente cerebrovascular es una de las mayores cargas de salud de los Estados Unidos. Cada año, alrededor de 795,000 personas en los Estados Unidos tienen un derrame cerebral. Alrededor del 87 por ciento de estos accidentes cerebrovasculares son isquémicos.

Un accidente cerebrovascular isquémico se produce cuando se bloquea el flujo de sangre rica en oxígeno al cerebro, más comúnmente debido a un coágulo de sangre. Este bloqueo impide que las células cerebrales obtengan el oxígeno y los nutrientes que necesitan y, como resultado, pueden morir.

Es esta muerte de las células cerebrales lo que conduce a las discapacidades que a menudo se observan con el accidente cerebrovascular, como el deterioro del habla y la parálisis en un lado del cuerpo.

Para limitar el daño cerebral causado por un accidente cerebrovascular isquémico, el flujo sanguíneo debe restablecerse rápidamente en el cerebro. Un fármaco llamado activador del plasminógeno tisular (tPA) es el tratamiento de primera línea para el accidente cerebrovascular isquémico, que funciona al disolver los coágulos sanguíneos.

Sin embargo, este medicamento debe administrarse a los pacientes dentro de las 3 horas posteriores a la aparición de los primeros síntomas de accidente cerebrovascular isquémico, y algunos individuos con otras afecciones médicas, como trastornos hemorrágicos, pueden no ser elegibles para el tratamiento con tPA.

Como tal, existe una necesidad desesperada de nuevas terapias que puedan proteger las células cerebrales contra el accidente cerebrovascular isquémico. Las ardillas terrestres ayudan a alcanzar este objetivo.

Ardillas de tierra, SUMOilación y apoplejía

De acuerdo con su nombre, las ardillas de tierra son roedores que viven en madrigueras, y son lugares comunes en parques y jardines en los EE. UU.

Durante los meses de invierno, la mayoría de las ardillas terrestres hibernan. En investigaciones previas, el Dr. John Hellenbeck, del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS, por sus siglas en inglés), descubrió que durante la hibernación, las ardillas terrestres experimentan un aumento en SUMOilación.

A través de experimentos en ratas y ratones, el Dr. Hellenbeck y sus colegas encontraron que SUMOylation ayuda a mantener la función de las células cerebrales durante la exposición a condiciones adversas durante la hibernación, como la reducción del flujo sanguíneo.

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SUMOylation es un proceso celular en el que un pequeño modificador tipo Ubiquitin (SUMO) se une a una proteína en una célula. Esto cambia la actividad de la proteína, así como su ubicación dentro de la célula.

Los investigadores explican que hay enzimas llamadas proteasas específicas de SUMO (SENP) que evitan que SUMO se una a las proteínas, lo que conduce a una reducción en SUMOylation.

Para el nuevo estudio, el Dr. Hellenbeck y su equipo se propusieron identificar las moléculas que podrían bloquear un SENP particular, llamado SENP2. Su teoría era que la inhibición de esta enzima podría provocar un aumento en SUMOylation, que podría proteger las células del cerebro contra el daño causado por el flujo sanguíneo reducido, al igual que lo hace en las ardillas de tierra.

"Si solo pudiéramos activar el proceso que los hibernadores parecen usar para proteger sus cerebros, podríamos ayudar a proteger el cerebro durante un accidente cerebrovascular y finalmente ayudar a las personas a recuperarse", dice el primer autor del estudio Joshua Bernstock, que es un estudiante graduado en el Dr. Hellenbeck. laboratorio en NINDS.

Células cerebrales protegidas compuestas en ratones

Para su estudio, los investigadores examinaron a través de más de 4.000 moléculas dentro de la colección de moléculas pequeñas en poder del Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Translacionales (NCATS) del Instituto Nacional de la Salud (NIH).

A través de modelos computarizados y experimentos celulares, los investigadores identificaron ocho moléculas que podían unirse a SENP2 e inhibir su actividad.

En experimentos posteriores en células de rata, los investigadores encontraron que dos de estos compuestos, ebselen y 6-thioguanine, condujeron a un aumento en SUMOylation, y fueron capaces de proteger las células cuando se les privó de oxígeno y glucosa.

En los modelos de ratón, el equipo descubrió que ebselen conducía a un mayor aumento de SUMOilación en los cerebros de los roedores que una inyección de control.

Los investigadores señalan que la 6-tioguanina es un medicamento de quimioterapia con efectos secundarios que lo hacen inadecuado como un tratamiento para el accidente cerebrovascular, por lo que no probaron la molécula en modelos de ratón.

Aún así, el equipo planea probar ebselen aún más, con la esperanza de que pueda conducir a una estrategia efectiva para prevenir el daño cerebral causado por un accidente cerebrovascular isquémico.

"Durante décadas, los científicos han estado buscando una terapia cerebral efectiva para el accidente cerebrovascular en vano. Si el compuesto identificado en este estudio reduce con éxito la muerte tisular y mejora la recuperación en nuevos experimentos, podría conducir a nuevos enfoques para preservar las células cerebrales después de una isquemia carrera."

Francesca Bosetti, Ph.D., directora del programa en NINDS

Gracias a esas pequeñas ardillas lindas que pueblan nuestros patios traseros, podemos estar un paso más cerca de un nuevo tratamiento para una de las condiciones más debilitantes de Estados Unidos.