En los últimos años, la comunidad científica ha descubierto que el sistema inflamatorio tiene un papel importante en las fases muy tempranas de la enfermedad de Alzheimer. En concreto, la microglía -células inmunitarias que se encuentran en el cerebro y la médula espinal, cuya función principal es actuar como la primera línea de defensa del sistema inmunológico en el cerebro-, ha cobrado un papel fundamental en la investigación. Estas células actúan para contener el daño de la patología, pero su activación prolongada puede agravar la degeneración cognitiva.
Estudiar la microglía en vivo, de forma no invasiva, es un proceso complicado. Sin embargo, el laboratorio Biomarcadores de Imaging Traslacional, dirigido por Silvia De Santis en el Instituto de Neurociencias (IN), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, ha desarrollado una herramienta que permite monitorizar la microglía: una nueva técnica de imagen cerebral no invasiva, basada en imagen por resonancia magnética (MRI) ponderada en la difusión de agua.
Con su desarrollo se podrán iniciar estudios en modelo animal de Alzheimer y, en una segunda fase, adaptarla a pacientes humanos. "La inflamación cerebral mediada por microglía es uno de los factores clave en las primeras fases de la enfermedad de Alzheimer. Este trabajo nos permitirá obtener una mejor comprensión de su papel en la progresión de la enfermedad y podría abrir la puerta a nuevas terapias", señala De ,ha galardonada con un proyecto de investigación del Pasqual Maragall Researchers Programme 2023 .
Según explica De Santis a DM, "la técnica que utilizamos es la imagen por resonancia magnética ponderada en difusión, que extrae información sobre el estado del tejido cerebral al observar como el agua se desplaza a través del mismo. Las paredes celulares son barreras que obstaculizan el camino del agua, y dejan una huella característica que somos capaces de captar a través de la señal de resonancia".
Aunque esta técnica no es nueva, ya que lleva años como protagonista del campo del diagnóstico médico y de la investigación, "hasta ahora se ha usado principalmente para resaltar alteraciones en mielina y neuronas. Nosotros demostramos que esta técnica es también sensible a los cambios morfológicos que se producen cuando la microglía reacciona a estímulos inflamatorios".
La mayor ventaja de esta técnica es que se puede aplicar en humanos y en animales, 'in vivo' y 'post-mortem', "proporcionando una herramienta muy poderosa para medir inflamación en pacientes y en modelos animales de enfermedades neurodegenerativas”, señala De Santis.
Combinar análisis
El objetivo del proyecto es aplicar esta tecnología en un modelo animal de la enfermedad de Alzheimer y, posteriormente, adaptarla a pacientes humanos. "Lo que pretendemos es utilizar un modelo animal establecido de la enfermedad de Alzheimer para hacer un seguimiento longitudinal de la evolución de la patología y, sobre todo, del estado inflamatorio", expone De Santis.
Para ello, se va a realizar con técnicas de imagen por resonancia magnética, y en paralelo, con técnicas invasivas como histología, "que nos permiten confirmar que la lectura que estamos haciendo por resonancia corresponde al estado del tejido”. La profesional incide: "Nos interesa sobre todo la etapa inicial de la enfermedad, donde pretendemos demostrar que la resonancia es capaz de evidenciar alteraciones sutiles de la microglía". En una segunda etapa, en colaboración con el Estudio Alfa del Barcelonaβeta Brain Research Center, que sigue a una cohorte de pacientes desde hace más de 10 años, los investigadores buscarán integrar este nuevo protocolo en futuras exploraciones cerebrales.
Además, se utilizará inteligencia artificial para mejorar la interpretación de imágenes previas, aumentando su resolución y permitiendo analizar el estado de activación de la microglía en imágenes ya adquiridas. "La caracterización de la microglía podría ofrecer una oportunidad para adelantar el diagnóstico, al detectar alteraciones en fases previas al deterioro cognitivo. De esta manera, se podrían identificar nuevos factores de riesgo, permitiendo un seguimiento más personalizado y mejorando el pronóstico de la enfermedad", destaca la investigadora.
Señala además que se espera definir durante el primer año del proyecto un protocolo de imagen por resonancia magnética que sea apto para su futura inclusión en la clínica. Pero, "para asegurarnos de que tiene la sensibilidad y la especificidad necesaria para ser realmente útil para mejorar el diagnóstico, necesitaremos esperar a que el proyecto se ejecute por entero, es decir, los cinco años".
En palabras de De Santis, "creemos que este proyecto ofrecerá una prueba de concepto fundamental para avalar el uso de técnicas de imagen por resonancia avanzadas -es decir, más allá de los protocolos que se suelen utilizar en el hospital- en el diagnóstico y seguimiento de pacientes". Además, concluye, "queremos hacer buen uso de las nuevas tecnologías basadas en inteligencia artificial para que esto se pueda ejecutar usando imanes convencionales, y no suponga un incremento del tiempo necesario para llevar a cabo el examen clínico".
Se estima que las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer afectan actualmente a 900.000 personas. Estas patologías son una de las causas principales de mortalidad, discapacidad y dependencia. El aumento de la esperanza de vida conlleva una población más envejecida y en el año 2050 el número de casos podría triplicarse a nivel mundial, superando el millón y medio de personas solo en España, un hecho que podría llegar a colapsar los sistemas sanitarios y asistenciales si no se encuentra un cuidado efectivo.