Volume 95 Issue 46 | p. 5
Issue Date: November 20, 2017 | Web Date: November 17, 2017

¿Podría una pastilla arreglar los daños que causa el plomo en el cerebro?

Un estudio muestra como una pequeña molécula repara algunas funciones sinápticas en ratas que han sido expuestas al plomo
Department: Science & Technology
Keywords: neuroscience, lead, neurotoxicity, Flint, synapses, flavonoids, 7,8-dihydroxyflavone

Una pequeña molécula extraída de la naturaleza revierte algunos de los efectos dañinos que tiene el plomo en el cerebro de las ratas, según un nuevo estudio. Los investigadores indican que el hallazgo podría ser un primer paso hacia una terapia potencial para los niños afectados por la intoxicación por plomo (Toxicol. Sci. 2017, DOI: 10.1093/toxsci/kfx210).

“Millones de niños de todo el mundo están expuestos al plomo,” explica Tomás Guilarte de la Universidad Internacional de Florida. El metal tóxico es especialmente dañino para los cerebros de los niños, aún en desarrollo. “Obviamente, la prevención es el primer paso en salud pública, pero se trata de algo prácticamente imposible en muchas partes de EEUU y del mundo”, indica. Por ello, él y su equipo han investigado posibles maneras de reparar parte del daño. En 2003, Guilarte y sus compañeros mostraron que rodear a las ratas de un entorno más estimulante disminuye las deficiencias de aprendizaje provocadas por el plomo (Ann. Neurol. 2003, DOI: DOI: 10.1002/ana.10399). Desde entonces su equipo busca también posibles soluciones farmacológicas.

Una de las maneras que tiene el plomo de dañar el cerebro es afectando a las uniones entre células nerviosas, conocidas como sinapsis. Guilarte y sus compañeros descubrieron que el plomo causa esto al inhibir el receptor de N-metil-D-aspartato (NMDA), expresado en gran cantidad en el hipocampo, una región cerebral crítica para la memoria y el aprendizaje. Esta inhibición interrumpe a su vez la señalización del calcio y la expresión del factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), que incita la liberación de vesículas en las sinapsis. Estas vesículas sinápticas transportan neurotransmisores, componentes esenciales de la señalización nerviosa.

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Cuando un impulso eléctrico (acción de potencial) llega a una sinapsis, las interacciones químicas hacen que las vesículas liberen su contenido—neutrotransmisores. El plomo interrumpe estos procesos.
Credit: CNX OpenStax/Wikimedia Commons/C&EN
This schematic shows a nerve cell junction, and it shows how when an action potential travels into this junction, synaptic vesicles release their neurotransmitters, enabling neuronal signaling.
 
Cuando un impulso eléctrico (acción de potencial) llega a una sinapsis, las interacciones químicas hacen que las vesículas liberen su contenido—neutrotransmisores. El plomo interrumpe estos procesos.
Credit: CNX OpenStax/Wikimedia Commons/C&EN

Hace unos años, el equipo de Guilarte descubrió que añadir BDNF a neuronas dañadas por plomo en el hipocampo podría restaurar la liberación de vesículas en un cultivo celular (Toxicol. Sci. 2010, DOI: DOI: 10.1093/toxsci/kfq111). Pero el BDNF es un péptido. Si se toma de forma oral, las enzimas gástricas lo destruirían antes de poder cruzar la barrera hematoencefálica y cumplir su función.

Ahora los investigadores han encontrado un flavonoide llamado 7,8-dihidroxiflavona, que activa el receptor de BDNF, y que puede tener el mismo efecto protector en ratas vivas. Expusieron las ratas a plomo de forma prenatal y posnatal hasta que cumplieron los 50 días de edad. Las muestras de hipocampo de estas ratas mostraban signos de tener la liberación de vesículas afectada. Cuando las ratas tenía 35 días, el equipo empezó a inyectar a un subconjunto de los animales con 7,8-dihidroxiflavona. Tras dos semanas, los científicos encontraron que la liberación de vesículas de estos ratones había remontado hasta los niveles de ratas que no habían sido expuestas a plomo.

El flavonoide se encuentra disponible actualmente de forma comercial como complemento nutricional y se ha estudiado su uso en modelos animales como terapia potencial contra enfermedades neurodegenerativas. También atraviesa la barrera hematoencefálica al administrarse de forma oral, dice Guilarte, lo cual lo convierte en una terapia potencial mucho más prometedora que el péptido BDNF. También comenta que aún queda por determinar el rango de dosis seguro para dicho compuesto. El siguiente paso es probar cómo los flavonoides afectan al aprendizaje en las ratas que han sido expuestas al plomo. Si los resultados son prometedores, los investigadores planean proponer ensayos clínicos.

Sin embargo, hay investigadores que consideran que estos resultados están hinchados. “Los hallazgos son interesantes, pero las aplicaciones clínicas podrían ser limitadas”, comenta Philippe Grandjean, un experto en salud medioambiental de Harvard School of Public Health. “Si la exposición al plomo ha causado daños al cerebro durante su desarrollo, hay poca esperanza de que un antídoto pueda restablecer ese cerebro.” Las células nerviosas en dicho cerebro seguramente no se encuentren en el sitio correcto, ni conectadas de la forma adecuada, añade. “La prevención es el camino hacia delante, más que un tratamiento farmacológico”.

Otros investigadores son más positivos. Howard Ju, médico y experto en salud medioambiental de la Universidad de Toronto, está de acuerdo en que la prevención siempre será el enfoque más importante, pero califica la estrategia de los investigadores de “impresionante”, puesto que podría invertir uno de los mecanismos principales con los que el plomo ataca al desarrollo neurológico. “Hay pocas toxicidades medioambientales que se puedan hacer reversibles gracias a un tratamiento farmacológico”, concluye.


Traducción al español producida por Juan José Sáenz de la Torre de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.

 
Chemical & Engineering News
ISSN 0009-2347
Copyright © American Chemical Society

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