Logran que ratones con principio de Alzheimer recuperen recuerdos

En las primeras etapas de la enfermedad de alzheimer, los pacientes son a menudo incapaces de recordar experiencias recientes. Un nuevo estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, ha descubierto que esos recuerdos siguen almacenados en el cerebro, pero que no se puede acceder fácilmente a ellos y que la estimulación de las células del cerebro con luz se pueden recuperar los recuerdos en ratones con pérdida de memoria similar al alzheimer.

Los neurocientíficos del MIT informan en un artículo que se publica este martes en la revista Nature que los ratones en las primeras etapas de la enfermedad de alzheimer pueden formar nuevos recuerdos igual de bien que los ratones normales, pero no pueden recordarlos unos días más tarde.

Además, los científicos consiguieron estimular artificialmente esos recuerdos mediante el uso de una técnica conocida como optogenética, lo que sugiere que esos recuerdos todavía pueden recuperarse con un poco de ayuda. Aunque la optogenética no puede emplearse actualmente en los seres humanos, los resultados plantean la posibilidad de desarrollar tratamientos en el futuro que podrían revertir parte de la pérdida de memoria que se ve en las primeras etapas del alzheimer, según los autores.

«El punto importante es que esto es una prueba de concepto. Es decir, incluso si un recuerdo parece haber desaparecido, todavía está allí. Es una cuestión de cómo recuperarlo», dice Susumu Tonegawa, profesor de Biología y Neurociencia y director del 'RIKEN-MIT Center for Neural Circuit Genetics' en el Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria.

En los últimos años, el laboratorio de Tonegawa ha identificado las células en el hipocampo del cerebro que almacenan recuerdos específicos. Los investigadores también han demostrado que pueden manipular estos rastros de la memoria, o engramas, para plantar falsos recuerdos, activar recuerdos existentes o alterar las asociaciones emocionales de un recuerdo.

El año pasado, Tonegawa y el miembro de su equipo Dheeraj Roy, estudiante graduado del MIT y autor principal del artículo, y sus colegas encontraron que los ratones con amnesia retrógrada, que sigue a una lesión traumática o estrés, tenían deteriorada la recuperación de los recuerdos, pero todavía podían formar nuevos recuerdos. Eso llevó al equipo a preguntarse si también podría ser así para la pérdida de memoria en las primeras etapas de la enfermedad de alzheimer, que se produce antes de la aparición de las características placas amiloides en los cerebros de los pacientes.

Para investigar esta posibilidad, los investigadores estudiaron dos cepas diferentes de ratones modificados genéticamente para desarrollar los síntomas del alzheimer, además de un grupo de roedores sanos. Todos estos animales, al exponerlos a una cámara en la que recibieron una descarga en las patas, mostraron miedo cuando se les puso en la misma cámara de una hora más tarde, pero cuando se les volvió a meter en la cámara varios días más tarde, sólo los ratones normales mostraban aún miedo pero los de alzheimer no parecían recordar la descarga.

Alterado el recuerdo a largo plazo

«El recuerdo a corto plazo parece ser normal, del orden de horas. Sin embargo, el recuerdo a largo plazo, estos ratones con principio de alzheimer parece estar alterado», dice Roy. Entonces, los investigadores mostraron que aunque que los ratones no pueden recordar sus experiencias cuando se les solicita por señales naturales, esos recuerdos siguen ahí.

Para demostrarlo, etiquetaron las células engramas asociadas con la experiencia terrible con una proteína sensible a la luz llamada canalrodopsina, empleando una técnica que desarrollaron en 2012. Cada vez que estas células enagramas etiquetadas se activan por la luz, los ratones normales recuerdan la experiencia codificada por ese grupo de células.

Del mismo modo, cuando los investigadores colocaron a los ratones con alzheimer en una cámara que nunca habían visto antes y alumbraron la luz sobre las células de engramas que codifican la experiencia temerosa, los ratones mostraron inmediatamente miedo.

«Activar directamente las células que creemos que mantienen el recuerdo permiten recueperarlo -subraya Roy-. Esto sugiere que si es un problema de acceso a la información, no es que sean incapaces de aprender o almacenar ese recuerdo». También demostraron que las células de engramas de ratones con alzheimer tenían menos espinas dendríticas, que son pequeños brotes que permiten a las neuronas recibir señales de entrada de otras neuronas.

Normalmente, cuando se genera un nuevo recuerdo, las células de engramas correspondientes a esa memoria desarrollan nuevas espinas dendríticas, pero esto no ocurrió en los ratones con alzheimer. Esto sugiere que las células de engramas no reciben la información sensorial desde otra parte del cerebro llamada la corteza entorrinal. La señal natural que debería reactivar el recuerdo -hallarse en la cámara de nuevo- no tiene ningún efecto porque la información sensorial no entra en las células de engramas.

«Si queremos recuperar una memoria, las células de retención de recuerdos tienen que ser reactivadas por la señal correcta. Si la densidad de la espina no sube durante el proceso de aprendizaje, y más tarde, si se le da una señal de recordatorio natural, puede que no sea capaz de alcanzar el núcleo de las células de engramas», dice Tonegawa.

Los investigadores también fueron capaces de inducir una reactivación a largo plazo de los recuerdos «perdidos» mediante la estimulación de nuevas conexiones entre la corteza entorrinal y el hipocampo. Para lograrlo, utilizaron luz para estimular optogenéticamente células de la corteza entorrinal que se alimentan en las células de engramas del hipocampo que codifican el recuerdo temeroso.

Después de tres horas de este tratamiento, los investigadores esperaron una semana y probaron de nuevo a los ratones. Esta vez, los ratones pudieron tener el recuerdo cuando se les colocó en la cámara original y tenían muchas más espinas dendríticas en sus células de engramas.

Sin embargo, este enfoque no funciona si se estimula una sección demasiado grande de la corteza entorrinal, lo que sugiere que cualquier tratamiento potencial para pacientes humanos tendría que ser muy específico. La optogenética es muy precisa pero demasiado invasiva para su uso en seres humanos y los métodos existentes para la estimulación cerebral profunda -una forma de estimulación eléctrica utilizada a veces para tratar de Parkinson y otras enfermedades- afectan demasiado al cerebro.

«Es posible que en el futuro se desarrolle una tecnología para activar o inactivar las células profundas dentro del cerebro, como el hipocampo o la corteza entorrinal, con más precisión -dice Tonegawa-. La investigación básica como la llevada a cabo en este estudio proporciona información sobre las poblaciones de células diana, lo cual es crítico para los tratamientos y las tecnologías del futuro».