La científica que usa luz para combatir el alzhéimer

Cada mañana, Li-Hue Tsai prueba un poco de su propia medicina. La neurocientífica se sienta delante de un aparato que emite pulsos de luz frente a sus ojos a una frecuencia de 40 hercios. En los últimos años, Tsai, que dirige el Instituto Picower de Aprendizaje y Memoria del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), ha descubierto que la estimulación visual con luz LED elimina la acumulación de proteínas amiloides en los cerebros de ratones, una lesión parecida a la de personas con alzhéimer. La intervención también reduce los ovillos de proteína tau, otro rasgo definitorio de la dolencia. Los animales incluso recuperan parte de su memoria y capacidad cognitiva. El hallazgo es muy preliminar —los neurocientíficos han perdido la cuenta de las veces que se ha curado el alzhéimer en ratones sin que eso se traduzca en un tratamiento válido para personas— pero supone un destello de esperanza en un panorama desolador.

Cada tres segundos se diagnostica en el mundo un nuevo caso de demencia, hasta el 80% del total se deben al alzhéimer. Más de un siglo después de que se descubriese la enfermedad y tras varias décadas de investigación no se ha conseguido ni un solo tratamiento efectivo. Ni siquiera están claras sus causas. Además de la acumulación de las dos proteínas mencionadas, el cerebro sufre inflamación, síntomas parecidos a la diabetes y otros que podrían deberse a infecciones virales o bacterianas. La situación es endiablada, pues la dolencia comienza a desarrollarse unos 20 años antes de que los pacientes noten los primeros síntomas. Cuando son diagnosticados ya es demasiado tarde.

Tsai (Taipei, Taiwán, 1960) cree que probablemente el alzhéimer tiene varias causas, que no es una sola enfermedad, sino varias, como el cáncer. Su carrera científica, desarrollada en EE UU, comenzó con la investigación de CDK5, una molécula que encontró en células cancerosas y que resultó crucial tanto para el desarrollo normal del cerebro como para sus patologías. Si se modifica la genética del ratón para que produzca mucha cantidad de esta enzima, los animales pierden la memoria, sus neuronas mueren en masa y el cerebro se llena de placas de proteína amiloide, lo más parecido al alzhéimer en roedores. Desde que llegó al MIT en 2006 Tsai ha buscado formas de evitar estos síntomas con intervenciones no invasivas en el cerebro. Antes de ofrecer una conferencia en la Fundación Ramón Areces sobre envejecimiento y memoria, la investigadora explica a Materia su aproximación a uno de los mayores retos sociales de nuestra era.

No creo que se pueda curar el alzhéimer, pero sí controlarlo para que no afecte demasiado en la vida diaria

Pregunta. ¿Cree que es posible curar el alzhéimer?

Respuesta. Es muy improbable. Decir que podemos curar la enfermedad de Alzheimer es como decir que podemos curar el envejecimiento; muy poco realista. Pero sí creo que deberíamos poder encontrar formas de controlar la enfermedad, de manera muy parecida a la diabetes tipo dos, la enfermedad cardiovascular o la aterosclerosis. Debe haber formas de manejarlo para que no te afecte demasiado en la vida diaria.

P. Las mujeres tienen el doble de riesgo de sufrir Alzhéimer que los hombres. ¿Se sabe por qué?

R. Puede haber muchas razones diferentes. Mi laboratorio publicó un análisis genético de todas las células de la corteza prefrontal de 48 personas, la mitad con proteína amiloide alta, la mitad sin ella. La mitad eran hombres y la otra, mujeres. Uno de los resultados más sorprendentes es que las mujeres presentan una carga de enfermedad mucho mayor, al menos en los niveles de expresión génica. Este estudio nos sugiere que la forma de tratar a las mujeres puede ser diferente de la forma en que tratamos a los hombres.

P. Su equipo está probando un método no invasivo contra el alzhéimer y el párkinson. ¿En qué consiste?

R. Se basa en una década de investigación con resultados totalmente inesperados. Cuando las neuronas se disparan sincrónicamente generan ondas que se mueven por el cerebro. Hay muchas frecuencias diferentes que cubren varios órdenes de magnitud. Una de esas frecuencias son los ritmos gamma, que oscilan entre 30 y 80 hercios. Estas ondas son especialmente intensas durante las actividades cognitivas intensas, como cuando usamos la memoria de trabajo [que se ocupa del razonamiento y la toma de decisiones], la atención o el pensamiento espacial. Y descubrimos que en ratones modelo de la enfermedad de alzhéimer esta actividad se interrumpe en la etapa presintomática, antes de que muestren deterioro cognitivo o una patología manifiesta.

P. ¿Y qué hicieron entonces?

R. Lo primero fue intentar restaurar estos ritmos gamma usando optogenética [una técnica que implanta electrodos lumínicos en el cerebro para controlarlo] . No podíamos creerlo, porque cuando mejoramos la actividad gamma, los niveles de amiloide se redujeron. También descubrimos que otros tipos de células cerebrales, como la microglia [células inmunes del cerebro], responden con firmeza, cambian su apariencia, su morfología, su función, se vuelven más capaces de engullir el amiloide, lo que contribuye a la eliminación de la proteína.

Las mujeres presentan una carga de enfermedad mucho mayor

P. Pero la optogenética requiere cirugía cerebral...

R. Sí. Pero descubrimos que es posible utilizar un método no invasivo para inducir ondas gamma en el cerebro. Inicialmente utilizamos destellos de luz LED a una frecuencia de unos 40 hercios y demostramos que al hacerlo, las neuronas se disparan exactamente a 40 hercios en la corteza visual. Estas ondas inducidas tienen un efecto similar en la reducción de los niveles de amiloide y también en la reducción de la proteína tau. Luego descubrimos que si los animales reciben la estimulación todos los días, en unas semanas el aumento de actividad se transmite al resto del cerebro, a la corteza prefrontal [epicentro del pensamiento complejo] y observamos una reducción de amiloide y tau en diferentes partes del cerebro. Este año acabamos de publicar otro artículo que demuestra que también es posible obtener resultados similares usando estimulación acústica, con sonidos a 40 hercios. Cuando combinamos las dos estimulaciones podemos ver que la onda gamma viaja muy rápidamente por el cerebro y el efecto es tan poderoso que puede evitar que las neuronas mueran.

P. ¿Qué tiene la luz o el sonido para provocar esos efectos?

R. No creo que sea luz o sonido, es cómo las neuronas se activan a una frecuencia particular debido a la luz y el sonido. Hay algunos cambios bioquímicos específicos en esas células o en otras neuronas que quizás liberen ciertos factores para reclutar otros tipos de células. La microglía  pasa a producir menos citoquinas [proteínas que intermedian en la comunicación entre células] inflamatorias y las neuronas mejoran su función sináptica. También muestran una plasticidad sináptica muy robusta, una mayor expresión génica y mucho menos la muerte celular. Los vasos sanguíneos también responden con firmeza, se dilatan y aumenta el flujo sanguíneo. Eso también desempeña un papel importante para deshacerse de una gran cantidad de basura en el cerebro, como los amiloides y otros agregados de proteínas, y probablemente también proporciona más nutrientes nuevos a las neuronas y ayuda a que funcionen.

P. ¿Lo han probado en humanos?

R. En el MIT inicialmente probamos si el método es seguro para las personas y hemos visto que es extremadamente seguro. Ahora estamos reclutando pacientes con alzhéimer en etapas tempranas para probarlo. Esperamos tener resultados el año que viene. Si son positivos, el siguiente paso es ampliar el estudio a una población más grande para ver cómo responden las personas y definir si hay cierto perfil de gente que responde mejor que otro. Como dije, el alzhéimer es una colección muy complicada de enfermedades y es muy poco probable que un tratamiento en particular funcione para todo el mundo.

P. ¿Usa usted la luz LED?

R. Es lo primero que hago por la mañana si estoy en mi casa, donde tengo un dispositivo. Puedo decirte cómo me siento, pero quiero advertirte de que esto es solo anecdótico, no está controlado, por lo que no tiene validez científica. Siento que puedo dormir mejor. Siento que puedo organizar mejor. Siento que puedo trabajar más eficientemente.

Con la tecnología, la inteligencia humana podría ser diferente en el futuro

P. ¿Se puede prevenir la pérdida de memoria y la demencia?

R. Claramente hacer ejercicio, comer alimentos nutritivos, llevar una vida social activa es realmente muy poderoso al menos para retrasar el inicio del deterioro cognitivo. Lo demostró un estudio muy famoso llamado Finger [acrónimo inglés de Estudio Finés de Intervención Geriátrica para prevenir el deterioro cognitivo y discapacidad, que analizó a más de 2.000 personas entre 60 y 77 años].

P. ¿Se pueden crear tratamientos para recuperar recuerdos y experiencias olvidadas?

R. En ratones hemos demostrado que si cambiamos la remodelación de la cromatina [la estructura de organización del ADN dentro del núcleo de cada célula] podemos facilitar la recuperación de recuerdos perdidos. Porque ¿qué es la memoria? Lo más probable es que esté almacenada en las sinapsis, las conexiones entre neuronas. Durante el envejecimiento y la neurodegeneración muchas conexiones se pierden. Pero si podemos potenciar de alguna manera el cerebro para que se reconecte, entonces la memoria se recupera. Al menos experimentalmente es posible. Es una cuestión de cómo traducirlo a personas. Creo que nuestra terapia de luz y sonido puede hacer algo de eso. Así que espero que funcione para ayudar a recuperar la memoria y el aprendizaje.

Cuando combinamos estimulaciones lumínicas y sonoras podemos ver que las ondas gamma viajan muy rápidamente por el cerebro y evitan que las neuronas mueran

P. ¿Cree que gracias a la tecnología la inteligencia humana será mayor de lo que es hoy?

R. Con la tecnología, la inteligencia humana podría ser diferente. Sospecho que las generaciones más jóvenes tienen un cerebro conectado de forma muy diferente a nuestra generación. Ustedes crecieron con videojuegos, pantallas. Nosotros no teníamos nada de eso, cuando éramos pequeños jugábamos en las calles llenas de barro. Creo que nuestros cerebros están conectados de manera diferente. Por eso es probable que en esta generación se mejoren diferentes tipos de capacidades de memoria y diferentes tipos de funciones cerebrales, pero también probablemente nuestra generación tenga algo que se está perdiendo en la nueva.