Albahaca fresca.
El equipo dirigido por la Universidad de South Florida Health descubre que el compuesto fenchol tiene el mismo efecto beneficioso que los metabolitos derivados del intestino en la reducción de la beta-amiloide neurotóxica en el cerebro.
Fenchol, un compuesto natural que abunda en algunas plantas, incluida la albahaca, puede ayudar a proteger el cerebro contra la patología de la enfermedad de Alzheimer, según sugiere un estudio preclínico dirigido por investigadores de University of South Florida Health (USF Health).
El nuevo estudio publicado el 5 de octubre de 2021 en Frontiers in Aging Neuroscience , descubrió un mecanismo de detección asociado con el microbioma intestinal que explica cómo el fenchol reduce la neurotoxicidad en el cerebro con Alzheimer.
La evidencia emergente indica que los ácidos grasos de cadena corta (SCFA, por sus siglas en inglés), metabolitos producidos por bacterias intestinales beneficiosas y la principal fuente de nutrición para las células del colon, contribuyen a la salud del cerebro. La abundancia de SCFA a menudo se reduce en pacientes mayores con deterioro cognitivo leve y enfermedad de Alzheimer, la forma más común de demencia. Sin embargo, aún se desconoce en gran medida cómo esta disminución de SCFA contribuye a la progresión de la enfermedad de Alzheimer.
El investigador principal del estudio, Hariom Yadav, PhD, dirige el Centro de Investigación de Microbiomas de la Universidad del Sur de Florida, ubicado en la Facultad de Medicina Morsani Health de la USF. Estudia cómo las interacciones entre el microbioma intestinal y el cerebro pueden influir en la salud cerebral y el deterioro cognitivo relacionado con la edad. Crédito:USF Health/Universidad del Sur de Florida
Los SCFA derivados del intestino que viajan a través de la sangre hasta el cerebro pueden unirse y activar el receptor de ácidos grasos libres 2 (FFAR2), una molécula de señalización celular que se expresa en las células cerebrales llamadas neuronas.
"Nuestro estudio es el primero en descubrir que la estimulación del mecanismo de detección de FFAR2 por parte de estos metabolitos microbianos (SCFA) puede ser beneficiosa para proteger las células cerebrales contra la acumulación tóxica de la proteína beta amiloide (Aβ) asociada con la enfermedad de Alzheimer", dijo el investigador principal. Hariom Yadav, PhD, profesor de neurocirugía y reparación cerebral en la Facultad de Medicina Morsani Health de la USF, donde dirige el Centro de Investigación del Microbioma de la USF.
Una de las dos patologías distintivas de la enfermedad de Alzheimer son los depósitos endurecidos de Aβ que se agrupan entre las células nerviosas para formar placas de proteína amiloide en el cerebro. El otro son los ovillos neurofibrilares de proteína tau dentro de las células cerebrales. Estas patologías contribuyen a la pérdida y muerte de neuronas que, en última instancia, provocan la aparición de la enfermedad de Alzheimer, una enfermedad neurodegenerativa caracterizada por la pérdida de memoria, habilidades de pensamiento y otras capacidades cognitivas.
El Dr. Yadav y sus colaboradores profundizan en los mecanismos moleculares para explicar cómo las interacciones entre el microbioma intestinal y el cerebro podrían influir en la salud del cerebro y el deterioro cognitivo relacionado con la edad. En este estudio, dijo el Dr. Yadav, el equipo de investigación se propuso descubrir la función "anteriormente desconocida" de FFAR2 en el cerebro.
Los investigadores primero demostraron que la inhibición del receptor FFAR2 (bloqueando así su capacidad para "sentir" SCFA en el entorno fuera de la célula neuronal y transmitir señales dentro de la célula) contribuye a la acumulación anormal de la proteína Aβ que causa neurotoxicidad relacionada con la enfermedad de Alzheimer.
Luego, realizaron un cribado virtual a gran escala de más de 144 000 compuestos naturales para encontrar posibles candidatos que pudieran imitar el mismo efecto beneficioso de los SCFA producidos por la microbiota en la activación de la señalización de FFAR2. Es importante identificar un compuesto natural alternativo a los SCFA para dirigirse de manera óptima al receptor FFAR2 en las neuronas, porque las células del intestino y otros órganos consumen la mayoría de estos metabolitos microbianos antes de que lleguen al cerebro a través de la circulación sanguínea, anotó el Dr. Yadav.
El equipo del Dr. Yadav redujo 15 compuestos principales candidatos al más potente. Fenchol, un compuesto derivado de plantas que le da a la albahaca su aroma aromático, se unió mejor al sitio activo de FFAR para estimular su señalización.
Otros experimentos en cultivos de células neuronales humanas, así como Caenorhabditis (C.) elegans (gusano) y modelos de ratón de la enfermedad de Alzheimer demostraron que el fenchol redujo significativamente la acumulación excesiva de Aβ y la muerte de las neuronas al estimular la señalización de FFAR2, el mecanismo de detección del microbioma. Cuando los investigadores examinaron más de cerca cómo el fenchol modula la neurotoxicidad inducida por Aβ, encontraron que el compuesto disminuía las células neuronales senescentes, también conocidas como células "zombie", que se encuentran comúnmente en cerebros con patología de la enfermedad de Alzheimer.
Las células zombis dejan de replicarse y mueren lentamente. Mientras tanto, dijo el Dr. Yadav, se acumulan en órganos enfermos y envejecidos, crean un ambiente inflamatorio dañino y envían señales de estrés o muerte a las células sanas vecinas, que eventualmente también se transforman en células zombis dañinas o mueren.
“Fenchol en realidad afecta los dos mecanismos relacionados de la senescencia y la proteólisis”, dijo el Dr. Yadav sobre el intrigante hallazgo del estudio preclínico. "Reduce la formación de células neuronales zombi medio muertas y también aumenta la degradación de Aβ (que no funciona), de modo que la proteína amiloide se elimina del cerebro mucho más rápido".
Antes de que empieces a agregar mucha albahaca extra a tu salsa de espagueti o cualquier otra cosa que comas para ayudar a evitar la demencia, se necesita más investigación, incluso en humanos.
Al explorar el fenchol como un posible enfoque para tratar o prevenir la patología del Alzheimer, el equipo de USF Health buscará respuestas a varias preguntas. Una clave es si el fenchol consumido en la albahaca sería más o menos bioactivo (efectivo) que aislar y administrar el compuesto en una pastilla, dijo el Dr. Yadav. "También queremos saber si una dosis potente de albahaca o fenchol, si pudiera administrarse mediante un aerosol nasal, sería una forma más rápida de llevar el compuesto al cerebro".
Referencia:“Activación de la detección de microbiota:la señalización del receptor 2 de ácidos grasos libres mejora la neurotoxicidad inducida por beta amiloide mediante la modulación del eje de proteólisis-senescencia” por Atefeh Razazan, Prashantha Karunakar, Sidharth P. Mishra, Shailesh Sharma, Brandi Miller, Shalini Jain y Hariom Yadav , 5 de octubre de 2021, Fronteras en la neurociencia del envejecimiento .
DOI:10.3389/fnagi.2021.735933
La investigación dirigida por USF Health fue apoyada en parte por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, el Departamento de Defensa de EE. UU. y el Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales de Wake Forest, financiado por los NIH.
