La enfermedad de Alzheimer (EA), también denominada demencia senil de tipo Alzheimer (DSTA) o simplemente alzhéimer, es una enfermedad neurodegenerativa que se manifiesta como deterioro cognitivo y trastornos conductuales. Es la forma más común de demencia y representa entre el 60 y el 80 por ciento de los casos. Su forma típica se caracteriza por una pérdida de la memoria inmediata y de otras capacidades mentales (tales como las capacidades cognitivas superiores), a medida que mueren las células nerviosas (neuronas) y se atrofian diferentes zonas del cerebro.

En la EA se forman placas amiloides en el cerebro, compuestas por unos depósitos o agregados del péptido beta amiloide. Este péptido –que proviene de una proteína necesaria para el funcionamiento celular– tiene tendencia a agregarse adoptando distintos tamaños y morfologías, dependiendo de las condiciones físico-químicas que lo rodean.

Investigadores del Sincrotrón ALBA y de la Universidad Autónoma de Barcelona han analizado con luz de sincrotrón los mecanismos de la EA, dónde se localizan y qué efectos tienen en los diferentes agregados en neuronas in vitro. Esta técnica permite conocer la distribución química a mayores resoluciones espaciales gracias a la elevada brillantez de la luz de sincrotrón y a conectar un microscopio a la luz infrarroja. Los científicos han analizado el efecto de dos tipos de agregados del péptido amiloide (fibrilares y amorfos) en células neuronales cultivadas, el cual podría jugar un papel importante en el inicio y en el desarrollo de la enfermedad junto con otros factores como el estrés oxidativo.

En este artículo publicado en Analytical Chemistry, investigadores utilizan el sincrotrón de Fourier para el estudio del efecto de los dos tipos diferentes agregados Aβ (1-40) en PC12 cultivadas células. La luz infrarroja es absorbida por los enlaces de las moléculas, lo que permite conocer cuál es la composición química de una muestra.

El análisis del componente principal (PCA) de los espectros infrarrojos muestra que el tratamiento de células PC12 con agregados amorfos genera un mayor grado de oxidación en la vecindad de los agregados amiloides que el tratamiento con fibrillas amiloides preformadas.

Estos resultados, permiten, por primera vez, la colocalización in situ de agregados de amiloide y macromoléculas oxidadas en cultivo celular. Asimismo, están de acuerdo con datos de estudio previos en los que se muestran que la oxidación es mayor en las regiones que rodean las placas amiloides en muestras de cerebro humano afectadas por AD.


Investigación original: Synchrotron-Based Fourier Transform Infrared Microspectroscopy (μFTIR) Study on the Effect of Alzheimer’s Aβ Amorphous and Fibrillar Aggregates on PC12 Cells. Núria Benseny-Cases, et al. Analytical Chemistry Article ASAP. DOI: 10.1021/acs.analchem.7b04818

Ilustración: National Institute on Aging, NIH