Durante más de un siglo, la enfermedad de Alzheimer ha confundido todos los intentos de tratarla. Pero en los últimos años, experimentos desconcertantes con luz parpadeante han demostrado ser prometedores.
Ahora, investigadores han estudiado cómo puede funcionar el parpadeo.
Descubrieron en el laboratorio que la exposición a la pulsación de la luz a 40 hertzios (40 latidos por segundo) hace que los cerebros liberen una oleada de químicos de señalización que pueden ayudar a combatir la enfermedad.
Aunque se realizó en ratones sanos, este nuevo estudio está directamente relacionado con ensayos en humanos, en los que los pacientes de Alzheimer están expuestos a luz y sonido de 40 Hz.
Las ideas obtenidas en ratones en el Instituto de Tecnología de Georgia están informando los ensayos en humanos en colaboración con la Universidad Emory.
“Voy a analizar muestras de ratones en el laboratorio y, al mismo tiempo, un colega realizará un análisis sorprendentemente similar en muestras de fluidos de pacientes“, dijo Kristie Garza, la primera autora del estudio.
Garza es asistente de investigación graduada en el laboratorio de Annabelle Singer en Georgia Tech y también es miembro del programa de neurociencia de Emory.
Una de las moléculas de señalización en aumento en el nuevo estudio en ratones está fuertemente asociada con la activación de las células inmunes del cerebro llamadas microglia, que purgan el sello distintivo de Alzheimer: la placa beta amiloide, proteína basura que se acumula entre las células cerebrales.
En 2016, los investigadores descubrieron que el parpadeo de la luz a 40 Hz movilizó la microglia en ratones afectados por el Alzheimer para limpiar esa basura.
El nuevo estudio buscó la química del cerebro que conecta el parpadeo con la activación inmunitaria microglial y de otro tipo en ratones y expuso una oleada de 20 citocinas, pequeñas proteínas secretadas externamente por las células y que envían señales a otras células.
Acompañando la liberación de citoquinas, la química celular interna (la activación de proteínas por grupos fosfato) dejó una fuerte tarjeta de presentación.
“Las fosfoproteínas aparecieron primero.
Parecía que estaban liderando, y nuestra hipótesis es que desencadenaron la liberación de las citoquinas ”, dijo Singer, quien codirigió el nuevo estudio y es profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter de Georgia Tech. y Emory
“Más allá de las citocinas que pueden estar señalando a la microglia, una serie de factores que identificamos tienen el potencial de apoyar la salud neuronal“, dijo Levi Wood, quien dirigió el estudio con Singer y es profesor asistente en George W. Woodruff de Georgia Tech, Escuela de Ingeniería Mecánica.
El equipo publicó sus hallazgos en el Journal of Neuroscience el 5 de febrero de 2020.
La investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares en los Institutos Nacionales de Salud, y por la Fundación Packard.
Singer fue el coautor del estudio original de 2016 en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, en el que los efectos terapéuticos de 40 Hz se descubrieron por primera vez en ratones.
El Alzheimer golpea, con pocas excepciones, tarde en la vida.
Destruye hasta el 30% de la masa del cerebro, excavando barrancos y depositando montones de placa amiloide, que se acumula fuera de las neuronas.
Dentro de las neuronas, la proteína tau fosforilada forma basura similar conocida como ovillos neurofibrilares sospechosos de destruir las funciones mentales y las neuronas.
Después de muchas décadas de fallidos ensayos de medicamentos contra el Alzheimer que costaron miles de millones, la luz parpadeante como una terapia para el Alzheimer potencialmente exitosa parece surrealista incluso para los investigadores.
“A veces se siente como ciencia ficción“, dijo Singer.
La frecuencia de 40 Hz se deriva de la observación de que los cerebros de los pacientes de Alzheimer sufren desde el principio por la falta de lo que se llama gamma, momentos de ondas cerebrales suaves y constantes que actúan como un ritmo de baile para la actividad neuronal.
Su frecuencia más común es de alrededor de 40 Hz, y exponer a los ratones a parpadeos ligeros a esa frecuencia restableció la gamma y también parece haber evitado el daño cerebral grave de Alzheimer.
Además de lo surrealista, el gamma también se ha asociado con prácticas de expansión mental esotéricas, en las que los practicantes realizan meditación de luz y sonido.
Luego, en 2016, la investigación conectó gamma a la memoria de trabajo, una tecla de función para entrenar el pensamiento.
En el estudio actual, las citocinas emergentes insinuaron una conexión con la actividad microglial y, en particular, el factor estimulante de colonias de macrófagos de citocinas (M-CSF).
Los investigadores buscarán una conexión causal con la activación de la microglia en un próximo estudio, pero el aumento general de las citocinas fue una buena señal en general, dijeron.
“La gran mayoría de las citocinas aumentaron, algunas antiinflamatorias y otras inflamatorias, y fue una respuesta transitoria“, dijo Wood.
“A menudo, una respuesta inflamatoria transitoria puede promover la eliminación del patógeno; puede promover la reparación“.
“En general, piensas que una respuesta inflamatoria es mala si es crónica, y esto fue rápido y luego disminuyó, por lo que creemos que probablemente fue beneficioso“, agregó Singer.
La estimulación de 40 Hz no necesitó mucho tiempo para desencadenar el aumento de citoquinas.
“Encontramos un aumento en las citocinas después de una hora de estimulación“, dijo Garza.
“Vimos señales de fosfoproteína después de unos 15 minutos de parpadeo“.
Quizás unos 15 minutos fueron suficientes para iniciar los procesos dentro de las células y se necesitaron unos 45 minutos más para que las células secretaran citocinas.
Es muy temprano para saberlo.
Como controles, los investigadores aplicaron tres estímulos de luz adicionales, y para su asombro, los tres tuvieron algún efecto sobre las citocinas.
Pero estimulante con 20 Hz se robó el espectáculo.
“A 20 Hz, los niveles de citoquinas estaban muy por debajo. Eso también podría ser útil. Puede haber circunstancias en las que desee suprimir las citoquinas ”, dijo Singer.
“Estamos pensando que diferentes tipos de estimulación podrían convertirse en una plataforma de herramientas en una variedad de contextos como el de Parkinson o la esquizofrenia.
Muchos trastornos neurológicos están asociados con la respuesta inmune“.
El equipo de investigación advierte contra las personas que improvisan terapias de luz por su cuenta, ya que se necesitan más datos para establecer completamente los efectos en los humanos, y obtener las frecuencias incorrectas podría incluso causar daños.
Fuente: Georgia Tech
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