Un estudio del IPN indaga el vínculo metabólico entre diabetes y Alzheimer

La posibilidad de que la diabetes y el deterioro cognitivo compartan mecanismos metabólicos capaces de impactar sobre el cerebro orienta un proyecto del Instituto Politécnico Nacional (IPN) de México. El trabajo examina la relación entre resistencia a la insulina y procesos asociados al Alzheimer, e incluyó la evaluación de una molécula experimental con resultados favorables en un modelo animal, aunque los ensayos siguen en etapa preclínica.

Para ello se combinan herramientas de química, farmacología, biología experimental y análisis computacional. El objetivo es identificar vías comunes entre la diabetes tipo 2 y el deterioro cognitivo antes de que aparezcan alteraciones cerebrales más evidentes.

Las científicas del IPN trabajan sobre el concepto de "diabetes tipo 3", denominación utilizada en el ámbito científico para estudiar la posible relación entre diabetes tipo 2, resistencia cerebral a la insulina y deterioro cognitivo vinculado con el Alzheimer. Sin embargo, esa expresión todavía no constituye una clasificación médica formal.

El estudio se desarrolló en la Escuela Superior de Medicina del IPN y estuvo a cargo de Martha Cecilia Rosales Hernández y Jessica Elena Mendieta Wejebe. Mediante pruebas en ratas sometidas a dietas hipercalóricas, el equipo analizó qué ocurre cuando la resistencia a la insulina también compromete al sistema nervioso central, con especial atención en la enzima GSK-3ß y en cómo la inflamación sistémica puede afectar la barrera hematoencefálica.

Cuando la diabetes no está controlada, los niveles elevados de glucosa pueden alterar el metabolismo de otros carbohidratos y de los lípidos. A ello se suman procesos de inflamación y estrés oxidativo. Según el trabajo, esos cambios podrían afectar la barrera hematoencefálica y permitir que citocinas proinflamatorias incidan sobre el sistema nervioso central, trasladando al cerebro las consecuencias de un problema metabólico originado en otras partes del organismo.

La investigación no plantea que todas las personas con diabetes vayan a desarrollar deterioro cognitivo. La evolución depende también de otros factores, como la alimentación, la actividad física, el ambiente, la genética y distintas condiciones individuales.

Entre los posibles mecanismos compartidos por la diabetes y el Alzheimer, las investigadoras identificaron a la enzima GSK-3ß. Esta molécula interviene en la señalización de la insulina y en diferentes procesos relacionados con el funcionamiento celular. En condiciones normales participa en el equilibrio de las células, pero factores como la obesidad y el consumo excesivo de alimentos con alto contenido calórico pueden modificar su comportamiento.

La resistencia a la insulina puede aumentar la actividad de GSK-3ß. Como consecuencia, la glucosa no llega de manera adecuada a los músculos y al hígado, disminuye la acción de la insulina y se altera su transporte a las células. La activación de esta enzima también puede estimular mecanismos relacionados con la síntesis y la acumulación del péptido beta-amiloide, una sustancia que forma parte de las placas presentes en el cerebro de pacientes con Alzheimer.

El control deficiente de la glucosa puede provocar, además, estrés oxidativo y aumento de citocinas proinflamatorias. Estas modificaciones son consideradas por las especialistas como posibles factores capaces de afectar la barrera hematoencefálica.

Para avanzar en el análisis, el equipo desarrolló un modelo experimental de "diabetes tipo 3" en ratas Wistar. Después de 13 semanas de alimentación hipercalórica, los animales presentaron una menor tolerancia a la glucosa, aumento de lípidos y resistencia a la insulina. Las pruebas continuaron hasta las 22 semanas con el objetivo de detectar posibles modificaciones cerebrales. Durante ese período, los investigadores observaron cambios en GSK-3ß y variaciones en algunas citocinas proinflamatorias.

No encontraron, en cambio, modificaciones evidentes en los niveles de beta-amiloide ni de proteína Tau. Pese a esto, consideran que el deterioro metabólico podría generar señales tempranas en el cerebro antes de que aparezcan otras alteraciones vinculadas con la enfermedad.

El proyecto también analiza el compuesto 4y, una molécula de la familia de los guanidinobenzotiazoles. Estos derivados fueron diseñados y sintetizados originalmente por Alejandro Cruz, especialista en Química Orgánica de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología del IPN. Antes de realizar los ensayos biológicos, el equipo utilizó herramientas computacionales para estudiar la interacción de la molécula con proteínas relacionadas con la diabetes y el Alzheimer. A partir de esos análisis, 4y fue seleccionado como uno de los compuestos con mayor potencial para continuar la investigación.

En el modelo animal estudiado, la molécula redujo la glucosa en sangre, mejoró el perfil lipídico y produjo cambios favorables en marcadores como GSK-3ß, beta-amiloide y Tau fosforilada en el hipocampo. Las pruebas realizadas con dosis elevadas tampoco detectaron indicadores significativos de toxicidad sistémica o hepática bajo las condiciones evaluadas.

Los resultados, sin embargo, todavía son preliminares y requieren nuevas investigaciones. La próxima etapa contempla estudios en ratones, con diferentes dosis y evaluaciones destinadas a analizar la memoria, el aprendizaje y posibles cambios en el cerebro.