Investigadores de la Universidad de Chicago han identificado una ruta de comunicación entre los pulmones y el cerebro que podría contribuir a explicar por qué el tabaquismo se asocia con un mayor riesgo de demencia y otras enfermedades neurodegenerativas
Un equipo de investigadores de la Universidad de Chicago ha identificado una nueva vía de comunicación entre los pulmones y el cerebro que podría ayudar a explicar la relación observada desde hace años entre el tabaquismo y el deterioro cognitivo. El trabajo, publicado en la revista Science Advances, señala que la nicotina podría alterar el equilibrio del hierro en las neuronas a través de señales originadas en el pulmón, favoreciendo procesos asociados a la neurodegeneración.
La asociación entre el consumo de tabaco y la aparición de enfermedades neurodegenerativasestá ampliamente documentada. Un estudio publicado en 2011 ya mostró que fumar de forma intensa durante la mediana edad se relacionaba con un incremento superior al 100% del riesgo de desarrollar demencia, enfermedad de Alzheimer o demencia vascular más de veinte años después.
Hasta ahora, gran parte de las hipótesis que intentaban explicar esta relación se centraban en los efectos del tabaco sobre los sistemas vascular y respiratorio, que reducen el aporte de oxígeno al cerebro tras años de exposición. Sin embargo, la nueva investigación apunta a un mecanismo diferente basado en la comunicación entre órganos, pulmones y el cerebro, provocada por la nicotina.
Los investigadores descubrieron una ruta hasta ahora desconocida que conecta los pulmones con el cerebro a través de las células neuroendocrinas pulmonares (PNEC). Cuando estas células se exponen a la nicotina, liberan exosomas capaces de alterar la homeostasis del hierro en las neuronas, provocando cambios que suelen observarse en pacientes con demencia.
“Esta investigación establece un claro eje ‘pulmón-cerebro’ que ayuda a explicar por qué el tabaquismo está relacionado con el deterioro cognitivo y los riesgos neurodegenerativos”, afirmó Kui Zhang, investigador postdoctoral de la Universidad de Chicago y coautor principal del estudio. Según añadió, “al comprender cómo estos exosomas perturban la homeostasis del hierro, abrimos nuevas puertas para proteger a las neuronas del daño inducido por el humo”.
Los autores destacan además que el hallazgo amplía el conocimiento sobre la función de los pulmones. “Revela que el pulmón no es solo un objetivo pasivo de la exposición al humo, sino un órgano de señalización activo que influye en la patología cerebral”, señaló Joyce Chen, profesora adjunta de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular de la Universidad de Chicago y autora correspondiente del trabajo.
Las células PNEC son células pulmonares únicas que combinan las funciones de las células nerviosas y endocrinas. Al comunicarse tanto mediante la sinapsis como mediante las hormonas, son sensores importantes para las vías respiratorias, pero difíciles de estudiar. “El principal desafío radicaba en la extrema rareza de las PNEC, que constituyen menos del 1% de las células pulmonares, lo que hace que sea prácticamente imposible aislarlas y estudiarlas en profundidad”, afirmó Zhang.
Para investigar estas células esquivas pero importantes, el equipo generó células PNEC inducidas (iPNEC) mediante la diferenciación de células madre pluripotentes humanas, en cantidades suficientes para su investigación en el laboratorio. Al exponer estas células a la nicotina, observaron una liberación masiva de exosomas, pequeñas vesículas que transportan proteínas, lípidos y material genético. Estos exosomas presentaban niveles elevados de serotransferrina, una proteína implicada en la regulación del transporte de hierro por el organismo.
Según los investigadores, este mecanismo podría reproducirse en el cuerpo humano cada vez que una persona consume cigarrillos, puros o cigarrillos electrónicos. “Esta nicotina tendrá un impacto en las PNEC, y estas liberarán una cantidad masiva de exosomas, lo que provoca una perturbación en la homeostasis del hierro”, explicó Abhimanyu Thakur, coautor principal del estudio y actualmente investigador en la Facultad de Medicina de Harvard. El científico añadió que están detectando marcadores relacionados con la neurodegeneración cuyos niveles aumentan y que “pueden estar vinculados a muchas enfermedades cognitivas y relacionadas con la demencia”.
El trabajo plantea que esta liberación excesiva de serotransferrina enviaría señales erróneas al organismo sobre la regulación del hierro. A través del nervio vago, encargado de conectar el cerebro con múltiples órganos y regular funciones involuntarias como la respiración o la frecuencia cardiaca, estas señales llegarían finalmente al sistema nervioso central.
“Esta desregulación del metabolismo del hierro provoca estrés oxidativo, disfunción mitocondrial y un aumento de la expresión de α-sinucleína, características distintivas de las enfermedades neurodegenerativas”, indicó Chen. Además, el desequilibrio de hierro podría activar de forma inapropiada la ferroptosis, un tipo de muerte celular programada que investigaciones previas han relacionado con enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson.
Los autores subrayan que todavía son necesarios numerosos estudios para determinar si existe una relación causal directa entre este mecanismo y la aparición de demencia. Como siguiente paso, el equipo investigará si el bloqueo de los exosomas podría convertirse en una estrategia terapéutica. “Comprender estas vías de comunicación entre órganos es fundamental para desarrollar mejores estrategias de prevención e intervención para las enfermedades neurodegenerativas”, concluyó Chen.
FUENTE: Salud Digital
