Los cambios en el cerebro ‘escudo de azúcar’ pueden ser importantes para comprender los efectos del envejecimiento

¿Qué pasa si la pieza crítica del rompecabezas de la vejez del cerebro está oculta en una vista simple? Aunque la neurociencia se ha concentrado durante mucho tiempo en proteínas y ADN, un equipo de investigadores de Stanford se atrevió a cambiar su apariencia a azúcares, especialmente, todas nuestras células son cadenas de azúcar complejas como la cadena de correo.

Su investigación reveló cómo los cambios en estos protectores de azúcar en las células frontales del cerebro podrían ser importantes para comprender las enfermedades como la degradación cognitiva y todo Zimmer.

«Esto va a aterrizar en un nuevo planeta», dice el profesor de química y directora de familia de Baker de Sarafan Kem-H, la premiada Nobel, la galardonada Caroline Berthozji, investigación sobre azúcares de la superficie celular y sus personajes biológicos. «Estamos saliendo por primera vez y tratando de entender qué hay allí».

En el centro de este descubrimiento, la colega graduada de Stanford Bio-X Sofia Shi, su Doctorate Research, Bertojji y el neurólogo Tony Vice-Core, profesora de neurociencia y neurociencia y neurociencia Instituto de neurociencia Marcas.

En un estudio en ratas de edad avanzada, SHI reveló cambios relacionados con la edad en el recubrimiento de azúcar llamados glicales en las células de barrera hematoencefálica, que protegen el cerebro al filtrar sustancias nocivas mientras permiten los nutrientes necesarios.

«Los glucocálicos son como una jungla», explica. «En un cerebro joven y sano, este salvaje es exuberante y desarrollado. Pero en el cerebro viejo, es raro, parcheado y degradado».

Shi ha descubierto que estos cambios relacionados con la edad a los glucocálicos debilitan la barrera hematoencefálica. A medida que la barrera se filtra antigua, las moléculas dañinas pueden penetrar el cerebro, estimular la inflamación, el deterioro cognitivo y las enfermedades neurogenerativas.

«Esta tarea coloca las bases para un nuevo campo auditivo sobre cómo el cerebro de edad avanzada pierde su elasticidad», dice el Vice-Corey of Neurology DH Chen Profesor II.

En el estudio, publicado en línea Naturaleza, Conjuntos, Bertojji y Vice-Corey son el autor principal.

Degradación y elasticidad en una barrera hematoencefálica

Si el laboratorio de Vice-Coria se estudia ampliamente cómo la barrera hematoencefálica afecta el envejecimiento, la edad es la primera en investigar cómo su azúcar se ve afectada por la armadura-glucocálica.

Los resultados son significativos: en las ratas más antiguas, una botella de proteínas recubiertas de azúcar en forma de cepillo, conocidas como el componente principal de Glucocalix, se han reducido significativamente. Este adelgazamiento de los glucocálicos se asocia con una mayor permeabilidad de la barrera hematoencefálica y aumenta la neuroinflamación.

Cuando el equipo reintrodujo esos mokins críticos en ratas de edad avanzada, más glicales «juveniles», mejoraron la integridad de la barrera hematoencefálica, redujeron la neuroinflamación y mejoraron la función cognitiva medible.

«La modulación de los glicones puede tener un efecto importante en el cerebro, en cuál de ellos, cuando estos azúcares se pierden y los restauran positivamente», ella. «Abre una forma completamente nueva de tratar el envejecimiento cerebral y las enfermedades relacionadas».

Bertojji enfatiza la importancia de la invención: «La biología generalmente se trata de ver en el lugar correcto. Este cambio estructural masivo en Glucocalix estaba oculto en una opinión simple porque nadie pensaba verlo o tenía herramientas para hacerlo».

El trabajo de Shi también plantea nuevas preguntas. Aunque los glucocálicos se ve tradicionalmente como una barrera pasiva, evita que las sustancias nocivas ingresen a las células, sus azúcares están en el cerebro y cuántos años tiene.

Los científicos a menudo ven los ácidos y proteínas nucleicas para comprender exactamente cómo se controlan los procesos biológicos, pero Bertojji explica que pueden haber perdido los roles de las moléculas de azúcar. «Glycum agrega una capa de complejidad. Permite que los sistemas biológicos logren un extraordinariamente ajustado».

Esto es especialmente cierto en el cerebro, donde muchas moléculas de azúcar se expresan de manera única. Sin embargo, hasta ahora, dicen que el cerebro es viejo y que sus roles en la enfermedad a menudo no se han explorado.

La doble experiencia en química y biología de Shi le permitió lidiar con el problema de no laboratorio. Este estudio también agregó dos organizaciones interdisciplinarias que compartieron el complejo de investigación de Stanford Kem-H / Neuro Sciences: Sarafan Kem-H y Wu Tsai Neuro Sciences para la elasticidad cerebral.

Escudo de azúcar cerebral y enfermedad

Hay muchas preguntas sobre los glucocálicos, ¿qué hace que su disminución según la edad, y se producen cambios similares en los humanos? «Es difícil estudiar cerebros humanos, pero comprender si los procedimientos similares funcionan en los humanos pueden ser cruciales para traducir estos descubrimientos en tratamientos».

Este estudio ofrece nuevas oportunidades para lidiar con enfermedades neurodigenerativas, como todos los Zimer, un interés particular para SHI. Al identificar los caminos moleculares detrás de los cambios en Glycocalix, el equipo espera revelar los objetivos terapéuticos que ralentizan o reverten la progresión de la enfermedad.

Shi, que pronto establecerá su propio laboratorio en el Instituto Roland de Harvard, planea expandir esta investigación para explorar la capacidad de comprender mejor a los personajes de los glicones en la neurogeneración y explorar el nuevo tratamiento.

Excesivo y más allá de la neurogeneración, los inventos tienen efectos significativos para administrar medicamentos al cerebro. Es difícil penetrar en la barrera hematoencefálica, lo cual es un desafío para tratar muchas enfermedades neurológicas.

Entendiendo el papel de Glycocalix, los científicos pueden encontrar las mejores maneras de agregar curanderos médicos al cerebro, prometiendo afecciones desde la esclerosis múltiple hasta el cáncer cerebral.

En la actualidad, este trabajo representa el primer paso para el nuevo campo. Como dice Shi, «estoy emocionado de descubrir cómo podemos usar la capacidad de desbloquear los secretos de Glycocalix en el envejecimiento del cerebro y el desánimo y mejorar la salud del cerebro».