Los traumatismos craneoencefálicos pueden activar virus latentes y provocar neurodegeneración

Investigadores de la Universidad Tufts sugieren que los resultados del estudio podrían conducir a estrategias preventivas contra enfermedades como el alzhéimer con fármacos antivirales.

Por Enrique Coperías

Los jugadores lesionados en deportes como el fútbol, el boxeo y el fútbol americano, así como los soldados expuestos a fuerzas conmocionadoras y que sufren traumatismos craneoencefálicos, corren un mayor riesgo de padecer afecciones neurodegenerativas con el paso del tiempo. Cortesía: Ardfern

Las conmociones cerebrales y los traumatismos craneales repetitivos, comunes en deportes como el fútbol y el boxeo, antes considerados una consecuencia inevitable de la competencia atlética, se reconocen hoy como graves riesgos para la salud.

Especial preocupación genera la relación entre estos traumatismos y enfermedades neurodegenerativas como la encefalopatía traumática crónica, el alzhéimer y el párkinson. Esto ha impulsado a las autoridades deportivas a modificar las reglas de juego y los equipos de protección para minimizar los riesgos.

Un estudio reciente, realizado por investigadores de las universidades de Tufts y Oxford, ha identificado mecanismos que podrían vincular los traumatismos craneoencefálicos con la aparición de enfermedades. Los hallazgos apuntan a que ciertos virus latentes, presentes en la mayoría de los cerebros humanos, pueden activarse tras una lesión, y desencadenar inflamación y daño acumulativo que se desarrolla durante meses o incluso años.

Virus inactivos en neuronas y células gliales

Este descubrimiento, publicado en la revista Science Signaling, abre la posibilidad de usar fármacos antivirales como tratamientos preventivos tempranos tras un traumatismo craneoencefálico. Los resultados se han publicado en la revista Science Signaling.

El microbioma humano, conocido por su papel en la digestión, el desarrollo del sistema inmunitario y la protección contra agentes patógenos, incluye no solo bacterias, sino también numerosos virus. Aunque muchos permanecen latentes en las células humanas, algunos, como el virus del herpes simple 1 (VHS-1) —presente en más del 80% de la población— y el virus de la varicela-zóster —presente en el 95%—, pueden alcanzar el cerebro y permanecer inactivos en neuronas y células gliales.

Dana Cairns, investigadora del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Tufts , en Estados Unidos, y autora principal del estudio, ya había demostrado en investigaciones previas que la activación del VHS-1 desde su estado latente puede desencadenar síntomas característicos del alzhéimer en modelos de tejido cerebral: formación de placas amiloides, pérdida neuronal, inflamación y deterioro de las redes neuronales.

Conexión entre el virus VHS-1 y el alzhéimer

«En un estudio anterior, observamos que otro virus, el de la varicela, podía crear condiciones inflamatorias que activaban el VHS-1 —explica Cairns. Y añade—: Esto nos llevó a preguntarnos si un trauma físico, como una conmoción cerebral, podría también despertar al VHS-1 y dar inicio al proceso neurodegenerativo».

La conexión entre el VHS-1 y el alzhéimer fue propuesta por primera vez hace más de treinta años por Ruth Itzhaki, coautora del estudio y profesora en la Universidad de Oxford, en el Reino Unido. Itzhaki identificó el virus en un alto porcentaje de cerebros de personas mayores, y sus investigaciones posteriores sugirieron que el VHS-1 podría reactivarse en el cerebro debido a factores como el estrés o la inmunosupresión, causando daño neuronal.

En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron un modelo de laboratorio que simula el entorno cerebral para analizar cómo las conmociones cerebrales —una lesión cerebral traumática leve causada por un golpe, impacto o sacudida en la cabeza que altera temporalmente el funcionamiento del cerebro— pueden desencadenar la reactivación viral y la neurodegeneración.

Los traumatismos craneoencefálicos afectan anualmente a unos 69 millones de personas en todo el mundo. Estos accidentes pueden reactivar virus latentes en nuestras seseras. Imagen generada con DALL-E

Simulación cerebral en una esponja de seda y colágeno

El modelo consistía en una estructura esponjosa de seda y colágeno, de 6 mm de ancho, impregnada con células madre neurales que se diferencian en neuronas maduras. Estas desarrollaron conexiones similares a las del cerebro humano, e incluían axones —las prolongaciones de las neuronas que transmiten señales eléctricas hacia otras células— y dendritas —extensiones ramificadas de la neurona que reciben señales de otras células—. Además, contenían ADN del VHS-1 en estado latente, emulando así las condiciones reales del cerebro.

Para simular una conmoción cerebral, los investigadores sometieron este modelo a un golpe controlado dentro de un cilindro con un pistón. Posteriormente, analizaron los tejidos bajo el microscopio. En los modelos con VHS-1, el virus se reactivó tras el impacto, seguido de la aparición de marcadores del alzhéimer. Entre ellos, placas amiloides, acumulación de p-tau (una proteína asociada a enredos fibrilares), inflamación, muerte neuronal y proliferación de células gliales (gliosis).

Por el contrario, los tejidos sin el virus mostraron solo gliosis leve, sin otros signos de neurodegeneración.

Cuando los modelos se sometieron a impactos repetidos, imitando traumatismos craneales recurrentes, los efectos se intensificaron significativamente, lo que confirmó que las conmociones cerebrales podrían activar infecciones latentes en el cerebro y desencadenar procesos neurodegenerativos.

Golpes repetidos y enfermedades neurodegenerativas

Estudios epidemiológicos respaldan esta conexión, al mostrar que golpes repetidos en la cabeza duplican o aumentan las probabilidades de desarrollar enfermedades neurodegenerativas años después.

«Estos hallazgos plantean la posibilidad de utilizar antivirales o antiinflamatorios como tratamientos preventivos tempranos tras un traumatismo craneoencefálico, con el objetivo de frenar la activación del VHS-1 y reducir el riesgo de desarrollar alzhéimer», afirma Cairns.

El problema no se limita a los deportistas. Los traumatismos craneoencefálicos afectan anualmente a unos 69 millones de personas en todo el mundo, y constituyen una de las principales causas de discapacidad y muerte en adultos, con un coste económico estimado de 400.000 millones de dólares al año.

«El modelo de tejido cerebral nos lleva a otro nivel en la investigación de estas conexiones entre lesión, infección y enfermedad de Alzheimer —afirma David Kaplan, catedrático de Ingeniería en Tufts. Y añade—: Podemos recrear entornos tisulares normales parecidos al interior de un cerebro, rastrear virus, placas, proteínas, actividad genética, inflamación e incluso medir el nivel de señalización entre neuronas. Hay muchas pruebas epidemiológicas sobre los vínculos ambientales y de otro tipo con el riesgo de Alzhéimer».

En palabras Kaplan, «el modelo tisular nos ayudará a situar esa información sobre una base mecanicista y ofrecer un punto de partida para probar nuevos fármacos».▪️

• Información facilitada por la Universidad Tufts

• Fuente: Dana M. Cairns et al. Repetitive injury induces phenotypes associated with Alzheimer’s disease by reactivating HSV-1 in a human brain tissue model. Science Signal. DOI: 10.1126/scisignal.ado6430