El cerebro humano es inmensamente complejo y comprender los procesos bioquímicos que lo afectan implica desentrañar algunas de las cuestiones científicas más intrincadas. La neuroquímica está avanzando en la comprensión de la enfermedad de Alzheimer, el dolor y la memoria, pero aún quedan muchas preguntas. Los avances en técnicas y tratamientos prometen intervenciones más efectivas y conocimientos más profundos sobre la función cerebral. Si continuamos perfeccionando nuestros enfoques y adoptamos nuevos descubrimientos, podremos abordar mejor estos complejos desafíos bioquímicos.
Enfermedad de Alzheimer
La teoría amiloide de la enfermedad de Alzheimer gira en torno a las placas de beta-amiloide y los ovillos de proteína tau en el cerebro. El beta-amiloide es una pequeña proteína que se produce cuando la proteína precursora de amiloide (PPA) es escindida por enzimas proteasas. Estas placas se agregan en el cerebro, mientras que las proteínas tau, que normalmente ayudan a las neuronas a mantener su forma, forman ovillos. Las mutaciones en el gen de la PPA se han relacionado con el Alzheimer de aparición temprana, lo que convierte al beta-amiloide en un foco principal de investigación. Sin embargo, la correlación entre los ovillos tau y el deterioro cognitivo parece más fuerte. La hipótesis sugiere que la acumulación de beta-amiloide desencadena la enfermedad, pero el deterioro cognitivo es impulsado principalmente por formas anormales de tau.
La aprobación del medicamento aducanumab por Estados Unidos en 2021 marcó un hito importante. Este fármaco dirigido al beta-amiloide demostró que los anticuerpos podían eliminar las placas de beta-amiloide del cerebro. Los ensayos clínicos de otros fármacos con anticuerpos, como lecanemab y donanemab, indican que la eliminación de amiloide puede retardar la progresión de la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, los beneficios clínicos siguen siendo modestos, lo que requiere un mayor perfeccionamiento de estos tratamientos. Por el contrario, atacar las proteínas tau con anticuerpos aún no ha tenido éxito.
Los químicos han desarrollado moléculas de ligando radiactivo para visualizar placas amiloides y ovillos de tau mediante tomografía por emisión de positrones. Estos ligandos, como el compuesto B de Pittsburgh y sus análogos del flúor-18, permiten la detección de amiloide en cerebros vivos, ofreciendo un estándar para el diagnóstico de Alzheimer.
Por otro lado, los investigadores pretenden diagnosticar el Alzheimer antes mediante análisis de sangre que detectan moléculas biomarcadoras como las proteínas tau fosforiladas. Las intervenciones en el estilo de vida y los tratamientos tempranos con anticuerpos pueden ayudar a retrasar la aparición de los síntomas. El objetivo es prevenir la muerte neuronal abordando tempranamente los eventos neurotóxicos.
El dolor
El dolor es un fenómeno multifacético, percibido principalmente por neuronas nociceptivas activadas por estímulos mecánicos, térmicos o químicos. El dolor neuropático, causado por una lesión o enfermedad del sistema nervioso, y el dolor disfuncional, crónico y generalizado sin estímulos claros, representan desafíos importantes. Los analgésicos tradicionales incluyen los opioides, que se unen a los receptores acoplados a la proteína G (RAPG), pero conllevan riesgos de adicción y depresión respiratoria. Los medicamentos antiinflamatorios como la aspirina inhiben la síntesis de prostaglandinas, que sensibiliza las neuronas nociceptivas.
La traducción de los hallazgos de modelos animales al tratamiento del dolor en humanos ha sido problemática debido a diferencias fisiológicas. Sin embargo, entre los avances prometedores se incluye el desarrollo de bloqueadores de los canales de sodio que se dirigen a canales específicos de las neuronas nociceptivas. El bloqueador NaV1.8 VX-548 de Vertex Pharmaceuticals ha mostrado resultados positivos en ensayos clínicos para el dolor posquirúrgico.
Los nuevos tratamientos, como los parches de capsaicina y la resiniferatoxina, se dirigen a los canales TRPV1 para proporcionar un alivio duradero del dolor. Los investigadores también pretenden diseñar fármacos que se unan selectivamente a los (RAPG) asociados con el alivio del dolor y al mismo tiempo minimicen los efectos secundarios.
La memoria
La formación y el recuerdo de la memoria implican procesos bioquímicos complejos en diversas escalas de tiempo. Las neuronas se comunican mediante señales eléctricas y neurotransmisores como el glutamato en las sinapsis. La plasticidad sináptica, incluida la potenciación a largo plazo y la depresión, sustenta el almacenamiento de la memoria. Los estímulos fuertes desencadenan cambios en la expresión genética, alterando las conexiones neuronales durante días o semanas.
La investigación confirma el papel de los grupos de neuronas llamados engramas en el almacenamiento y la recuperación de la memoria. Técnicas como el etiquetado de engramas implican manipulación genética y proteínas sensibles a la luz para estudiar la memoria a nivel celular. Estos estudios destacan proteínas como PSD-95 en la plasticidad sináptica y la conectividad de engramas.
Los descubrimientos incluyen el papel de la rotura y reparación del ADN en la formación de la memoria a largo plazo. Las respuestas inflamatorias desencadenadas por fragmentos de ADN neuronal ayudan a consolidar los recuerdos. Las investigaciones futuras tienen como objetivo perfeccionar nuestra comprensión de la neurobiología de la memoria y desarrollar herramientas precisas para estudiar las células de engramas.
Fuente: Chemistry World.
