Científicos de Stanford descubren cómo estimular la producción de neuronas en cerebros envejecidos
Un nuevo estudio de Stanford Medicine revela aspectos cruciales sobre cómo disminuye con la edad la capacidad del cerebro para producir nuevas neuronas y, lo que es más importante, cómo podría reactivarse este proceso. Los investigadores identificaron vías genéticas específicas, entre ellas el transportador de glucosa GLUT4, que podrían desempeñar un papel clave en este proceso. Este descubrimiento abre la puerta a posibles tratamientos del deterioro cognitivo y las enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer. Manipulando el metabolismo de la glucosa o utilizando técnicas genéticas, podríamos estimular la neurogénesis (la creación de nuevas neuronas), con la esperanza de rejuvenecer el cerebro envejecido.
Células inactivas en cerebros envejecidos
El equipo de Stanford, dirigido por la profesora Anne Brunet, se propuso investigar por qué la producción cerebral de nuevas neuronas se ralentiza con la edad. Se sabe que la neurogénesis continúa en partes del cerebro, como el hipocampo, durante toda la vida. Sin embargo, esta capacidad disminuye a medida que envejecemos. Su objetivo era descubrir los factores genéticos y metabólicos que causan este declive y encontrar formas de revertirlo.
Utilizando la herramienta de edición genética CRISPR, los investigadores realizaron un cribado de todo el genoma. Esto les ayudó a identificar genes que podrían activar células madre neurales latentes en ratones de edad avanzada. Estas células, que se encuentran en el cerebro, tienen el potencial de crear nuevas neuronas. El estudio se centró específicamente en los ratones de más edad, ya que la neurogénesis es mucho menos activa en los cerebros envejecidos. En cambio, los cerebros más jóvenes producen de forma natural nuevas neuronas, que favorecen el aprendizaje y la memoria.
La investigación descubrió que eliminar el gen responsable del transportador de glucosa GLUT4 reactivaba las células madre neurales inactivas. GLUT4 se encarga de que las células gestionen la glucosa, la principal fuente de energía del organismo. El estudio descubrió que, en cerebros de edad avanzada, la acumulación de glucosa podría suprimir la actividad de las células madre neurales. Este descubrimiento vincula el metabolismo de la glucosa con la capacidad del cerebro para generar nuevas neuronas, una conexión que investigaciones anteriores no habían explorado a fondo.
Historia de la neurogénesis y el envejecimiento cerebral
Los científicos llevan mucho tiempo estudiando cómo la capacidad del cerebro para producir neuronas disminuye con la edad. Investigaciones anteriores demostraron que las células madre neuronales permanecen en el cerebro durante toda la vida, pero se vuelven menos activas con el tiempo. A pesar de saber esto, las razones de este declive seguían siendo un misterio. Pocos estudios habían explorado tratamientos concretos.
La mayoría de los estudios anteriores analizaban cómo la neurogénesis en el hipocampo contribuye al deterioro cognitivo. Sin embargo, no establecían un vínculo claro entre el metabolismo de la glucosa y la inactividad de las células madre neurales. El estudio de Stanford destaca porque se centró en la conexión entre estos factores.
Los intentos anteriores de estimular la neurogénesis incluían métodos como el ejercicio, los entornos enriquecidos y ciertos fármacos. Estas estrategias tuvieron un éxito limitado a la hora de revertir el envejecimiento cerebral. Lo que hace único a este estudio es que se centra en el metabolismo de la glucosa, proporcionando una nueva vía potencial para potenciar la neurogénesis.
Cinco descubrimientos clave del estudio
- Disminución de nuevas neuronas con la edad: A medida que envejecemos, la capacidad de nuestro cerebro para producir nuevas neuronas, llamada neurogénesis, se ralentiza. Esta disminución afecta a la flexibilidad cerebral y nos dificulta aprender, recordar cosas y adaptarnos. El estudio explora por qué ocurre esto y qué podría hacerse para detenerlo o invertirlo.
- Las proteínas y la glucosa desempeñan un gran papel: El estudio descubrió que ciertas proteínas, sobre todo las que intervienen en el uso que hace el cerebro de la glucosa (azúcar), son importantes para crear nuevas neuronas. Una proteína clave, el transportador de glucosa GLUT4, contribuye a mantener activas las células cerebrales. En cerebros envejecidos, los problemas con el uso de la glucosa podrían reducir la neurogénesis, que vincula el uso de la energía en el cerebro con la producción de neuronas.
- Potencial para nuevos tratamientos: Al centrarse en estas proteínas y vías, los científicos creen que podrían «despertar» células madre neuronales inactivas en cerebros viejos. Esto podría animar al cerebro a fabricar nuevas neuronas, lo que ayudaría a desarrollar tratamientos contra el envejecimiento cerebral y enfermedades como el Alzheimer. El principal hallazgo es que el aumento de glucosa en las células madre neurales del cerebro envejecido puede suprimir su actividad. Esto se debe a que la acumulación de glucosa en las células a través de GLUT4 las hace «inactivas», es decir, menos activas. Cuando se «apaga» este gen, las células vuelven a dividirse activamente y producen nuevas neuronas, lo que abre perspectivas para restaurar la función cerebral en ancianos o pacientes traumatizados.
- Ralentizar el deterioro cognitivo: Lo más interesante es que, si se pueden producir nuevas neuronas en cerebros de edad avanzada, sería posible mejorar la memoria y la capacidad de pensamiento de los adultos mayores. Este estudio sugiere que potenciar la neurogénesis podría ralentizar algunos efectos del deterioro cognitivo.
- Salud cerebral a largo plazo: Además de ayudar a la memoria y el aprendizaje, aumentar la producción de neuronas podría mejorar la salud general del cerebro y hacerlo más resistente. Esto podría ayudar a prevenir enfermedades neurodegenerativas y mejorar la recuperación de lesiones cerebrales, ofreciendo esperanzas de un envejecimiento más saludable y una mejor función cerebral a largo plazo.
Estos hallazgos aportan nuevos conocimientos sobre cómo envejece nuestro cerebro y qué podríamos hacer para ralentizar o mejorar el proceso, con ideas prometedoras para futuros tratamientos que mantengan la salud cerebral a medida que envejecemos.
Beneficios potenciales para la salud y la ciencia
La relación entre el metabolismo de la glucosa y la neurogénesis podría tener enormes implicaciones para el tratamiento del deterioro cognitivo y las enfermedades neurodegenerativas. Los tratamientos actuales de enfermedades como el Alzheimer se centran principalmente en el control de los síntomas. Sin embargo, este estudio sugiere la posibilidad de atacar las causas profundas del deterioro cognitivo potenciando la capacidad del cerebro para generar nuevas neuronas.
Uno de los aspectos más interesantes de esta investigación es su potencial para tratamientos no invasivos. Si restringir la ingesta de glucosa puede aumentar la neurogénesis, los pacientes podrían tener acceso a formas más asequibles y seguras de mantener la salud cerebral a medida que envejecen.
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De cara al futuro, el equipo de Brunet estudiará si la restricción de glucosa puede potenciar la neurogénesis en humanos. La siguiente fase de la investigación se centrará en modular el metabolismo de la glucosa sin recurrir a intervenciones genéticas, lo que facilitará la aplicación de estos tratamientos en entornos clínicos.
A medida que la población mundial envejece, cada vez es más importante entender cómo envejece el cerebro. Este estudio ofrece la esperanza no sólo de ralentizar el deterioro cognitivo, sino también de recuperar algunas de las capacidades juveniles del cerebro, mejorando la calidad de vida de millones de personas en todo el mundo.
Conclusión
Este estudio de Stanford Medicine ofrece una nueva y prometedora vía para abordar los efectos del envejecimiento en el cerebro. Al identificar proteínas específicas como el transportador de glucosa GLUT4 y descubrir cómo influye el metabolismo de la glucosa en la inactividad de las células madre neurales, los investigadores han abierto nuevas posibilidades para potenciar la neurogénesis en cerebros envejecidos. El estudio no sólo profundiza en nuestra comprensión de por qué la neurogénesis se ralentiza con la edad, sino que también proporciona objetivos factibles para futuras terapias destinadas a rejuvenecer la función cerebral.
Además de los posibles tratamientos médicos, el entrenamiento cognitivo personalizado puede ser otra herramienta valiosa para combatir el deterioro cognitivo. Involucrar al cerebro mediante ejercicios estructurados y retos mentales puede ayudar a mantener las capacidades cognitivas. Promueve la neuroplasticidad, ayudando al cerebro a adaptarse, reforzar las conexiones neuronales y, potencialmente, ralentizar el deterioro relacionado con la edad.
La posibilidad de ralentizar el deterioro cognitivo mediante intervenciones terapéuticas y entrenamiento cognitivo podría suponer avances significativos en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson. Este doble enfoque pone de relieve la importancia de factores relacionados con el estilo de vida, como la estimulación mental, junto con la innovación médica para promover un envejecimiento cerebral saludable. Si se siguen explorando y desarrollando, estos hallazgos podrían transformar algún día la forma en que tratamos las enfermedades cerebrales relacionadas con la edad, ofreciendo esperanza a millones de personas en todo el mundo que se enfrentan a los retos del deterioro cognitivo a medida que envejecen.
