Un gen que mejora las habilidades del cerebro

Un equipo de científicos ha demostrado que las personas que tienen una variante de un gen de la longevidad, llamado KLOTHO, han mejorado ciertas habilidades del cerebro como el pensamiento, el aprendizaje y la memoria, independientemente de su edad, sexo, o si tienen un factor de riesgo genético de la enfermedad de Alzheimer. El aumento de los niveles de KLOTHO en ratones los hizo más inteligentes, posiblemente por el aumento de la fuerza de las conexiones entre las células nerviosas en el cerebro.

El estudio fue financiado en parte por los Institutos Nacionales de Salud.

“Esto podría ser un gran paso para ayudar a millones de personas alrededor del mundo que están sufriendo la enfermedad de Alzheimer y otras demencias”, dijo Dena Dubal, profesor asistente de neurología en la Cátedra David A. Coulter en Envejecimiento y Neurodegeneración de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) y autor principal del estudio publicado en Cell Reports . “Si pudiéramos aumentar la capacidad del cerebro para funcionar, es posible que podriamos hacer frente a las demencias.”

A medida que las personas vivan cada vez más tiempo, los efectos del envejecimiento en el cerebro se convertirán en un problema mayor de salud. Esto es especialmente cierto para la demencia, un conjunto de trastornos cerebrales que pueden causar problemas en la memoria, lenguaje y otros síntomas. Se estima que el número de casos de demencia en todo el mundo se duplicará cada 20 años, de 35,6 millones de personas en 2.010 hasta los 65.700.000 en 2030 y los 115,4 millones en 2050; la necesidad de tratamientos está creciendo.

Klotho es el nombre de la diosa de la mitología griega del destino, la que hace girar el hilo de la vida. Las personas que tienen una copia de una variante o forma del gen KLOTHO, llamado KL-VS, tienden a vivir más tiempo y tienen menores posibilidades de sufrir un derrame cerebral mientras que las personas que tienen dos copias pueden vivir vidas más cortas y tienen un mayor riesgo de accidente cerebrovascular. En este estudio, los investigadores encontraron que las personas que tenían una copia de la variante KL-VS se desempeñaban mejor en una batería de pruebas cognitivas que los sujetos que no la tenían, independientemente de la edad, el sexo o la presencia del gen de la apolipoproteína 4, el principal factor de riesgo genético para la enfermedad de Alzheimer.

“Este estudio muestra la importancia de los genes que regulan los múltiples procesos de envejecimiento que participan en el mantenimiento de la función cognitiva”, dijo Suzana Petanceska, directora del programa en la División de Neurociencias de la ANR. “La comprensión de los factores que controlan los niveles y la actividad de KLOTHO a través de múltiples sistemas de órganos puede abrir nuevas vías terapéuticas para la prevención del deterioro cognitivo y la demencia relacionada con la edad.”

Los investigadores probaron una variedad de habilidades cognitivas, incluyendo el aprendizaje, la memoria y la atención. Más de 700 sujetos, 52 a 85 años de edad fueron evaluados como parte de tres estudios. Ninguno de ellos tenía ningún signo de demencia. De acuerdo con estudios anteriores, del 20 al 25 por ciento de los sujetos tenía una copia de la variante KL-VS y un mejor desempeño en las pruebas que los que no tenían copias. el rendimiento en las pruebas disminuyó con la edad, independientemente de si un sujeto tenía uno o ninguna copias de la variante del gen KL-VS.

El gen KLOTHO proporciona el modelo para una proteína producida principalmente por las células de los riñones, la placenta, el intestino delgado, y la próstata. Una versión abreviada de la proteína puede circular a través del sistema sanguíneo. Los análisis de sangre mostraron que los sujetos que tenían una copia de la variante KL-VS también tenían mayores niveles circulantes de proteína KLOTHO. Los niveles disminuyeron con la edad, como otros ya habían observado. Los investigadores especulan que la disminución relacionada con la edad en los niveles de proteína circulantes puede haber causado algo de la disminución en el rendimiento en las pruebas cognitivas.

“Estos resultados sorprendentes prometen una nueva vía de investigación“, dice Roderick Corriveau, director del programa en el Instituto NIN Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS).”Aunque de forma preliminar, sugieren que una forma de KLOTHO podría ser utilizada para mejorar la cognición en las personas que sufren de demencia.”

Para probar esta idea los investigadores modificaron genéticamente ratones para producir un exceso de proteína KLOTHO. Éstos ratones vivieron más tiempo y tenían niveles más altos del gen en sangre y en un área del cerebro conocida como hipocampo, que controla algunos tipos de aprendizaje y memoria. Al igual que en los estudios en humanos, los ratones se desempeñaron mejor en una variedad de pruebas de aprendizaje y memoria, independientemente de su edad. En una prueba, los ratones recordaban mejor la ubicación de un objetivo escondido en un laberinto, lo que les permitió encontrarlo dos veces más rápido que los ratones de control.

El aprendizaje se cree que fortalece la comunicación entre las células nerviosas en el cerebro en estructuras llamadas sinapsis. En el hipocampo, muchas sinapsis utilizan un químico llamado glutamato para comunicarse. Los registros eléctricos sugirieron que KLOTHO hace que sea más probable que estas sinapsis se fortalezcan durante el aprendizaje y la memoria.

Los receptores NMDA controlan la comunicación en muchas sinapsis de glutamato.Las subunidades GluN2B son componentes de algunos receptores de NMDA. Estudios anteriores han demostrado que la presencia de GluN2B en las sinapsis se asocia con cambios en la fuerza sináptica, aprendizaje y memoria. En este estudio, los investigadores encontraron que las sinapsis en el cerebro de ratones con más alto nivel de KLOTHO tenían más subunidades GluN2B que los ratones de control. El tratamiento de este grupo con un fármaco que bloquea selectívamente los receptores NMDA que contienen GluN2B reduce su capacidad para realizar las pruebas de aprendizaje y memoria. Los resultados sugieren que el aumento de la presencia de los receptores NMDA GluN2B puede ser una manera de que KLOTHO podría mejorar las habilidades cognitivas.

“En general, nuestros resultados sugieren que un aumento del gen puede aumentar la reserva cognitiva o la capacidad del cerebro para realizar tareas intelectuales diarias”, dijo el autor principal Lennart Muck, director del Instituto Gladstone de Enfermedades Neurológicas en San Francisco, CA, y la Profesor Distinguido en el Joseph B. Martin de Neurociencia y profesor de neurología en la UCSF.