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¿Puede el alzhéimer ser transmisible?

Ayer conté aquí la historia de los priones, agentes causales de enfermedades que llevan casi 300 años desconcertando a los científicos, y que solo en el último medio siglo han empezado a comprenderse. Los priones se saltan a la torera la lógica de la biología: son partículas infecciosas compuestas únicamente por proteínas, capaces de invadir el tejido nervioso sin depender de un ácido nucleico (ADN o ARN) para desencadenar su proceso infectivo. En humanos y otros animales provocan dolencias neurodegenerativas que hoy no tienen tratamiento ni curación, como el mal de las vacas locas o la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJD).

Los priones actúan transmitiendo su conformación errónea y patológica a otras proteínas sanas, a las que arrastran a ese lado oscuro de la rebelión contra el organismo. Cuando un prión entra en contacto con una proteína normal, induce un cambio en su plegamiento. Todos los priones conocidos tienen en común un tipo de configuración espacial similar, compuesto por estructuras llamadas láminas beta que tienden a agregarse entre sí para formar fibrillas. Estas se depositan en grumos insolubles llamados amiloides que destruyen el tejido nervioso, lo que dispara un proceso neurodegenerativo irreversible y devastador.

Pero fuera del ámbito de los priones, cuando hablamos de depósitos amiloides y de degeneración neuronal, hay una enfermedad que nos viene de inmediato a la mente: el alzhéimer. Este terrible mal aún no tiene una causa definida, pero uno de sus síntomas más conocidos es la formación de placas amiloides. Claro que nadie ha sugerido que el alzhéimer pueda ser transmisible como lo son el mal de las vacas locas o la CJD.

Instrumental quirúrgico. Imagen de Wikipedia.

Instrumental quirúrgico. Imagen de Wikipedia.

Nadie, hasta ahora. Un estudio publicado la semana pasada en Nature revela que se han encontrado signos típicos del alzhéimer en el cerebro de pacientes fallecidos por enfermedad de Creutzfeldt-Jakob que habían recibido tratamiento con hormona de crecimiento extraída de la glándula pituitaria de cadáveres, una terapia que dejó de dispensarse hace 30 años.

Entre 1958 y 1985, era relativamente común que los niños de estatura demasiado baja para su edad recibieran inyecciones de hormona de crecimiento humana (hGH) que se preparaba reuniendo extractos de glándula pituitaria de miles de cadáveres. Unas 30.000 personas en todo el mundo fueron tratadas de esta manera. Por entonces no se sospechaba ningún efecto adverso, pero algunos de los pacientes desarrollaron CJD. Con el descubrimiento de los priones en 1982, se detectó que algunos de los lotes de hGH estaban contaminados con estos agentes infecciosos. La terapia con hGH de cadáveres fue suspendida de inmediato, pero para algunos ya era demasiado tarde: la CJD puede tardar decenios en manifestarse.

En Reino Unido, 38 pacientes de un total de 1.848 receptores de hGH de cadáveres habían desarrollado CJD en el año 2000, con un tiempo de incubación de unos 20 años. En 2012 se habían identificado en todo el mundo 450 casos de CJD causada por hGH cadavérica o por otros procedimientos médicos.

Ahora, un equipo de científicos británicos ha llevado a cabo autopsias de cerebro de ocho personas fallecidas por CJD entre los 36 y los 51 años. Y además de los síntomas evidentes del mal que provocó sus muertes, en cuatro de ellos los investigadores han encontrado los depósitos beta amiloides característicos del alzhéimer, bien diferenciados de los grumos formados por los priones. Ninguno de los pacientes era poseedor de mutaciones asociadas a alto riesgo de padecer alzhéimer, y los signos de esta enfermedad tampoco aparecieron en otros 116 afectados por enfermedades priónicas que no habían recibido tratamiento con hGH. Por último, y confirmando lo que ya mostró otro estudio en 2013, los autores han revelado también que los pacientes con desarrollo de alzhéimer tienen beta amiloide en sus glándulas pituitarias, demostrando así una ruta de transmisión.

En realidad, no es la primera vez que que se sugiere una posible transmisión de los signos típicos del alzhéimer por tejidos afectados; anteriormente ya se había demostrado experimentalmente que la inoculación de ratones o primates con extractos de cerebros enfermos puede inducir la formación de beta amiloide en los animales. Sin embargo, es la primera vez que se demuestra una transmisión en el mundo real, no provocada deliberadamente.

Respecto a la existencia de una verdadera enfermedad de alzhéimer en estos pacientes, más allá de la detección de los depósitos beta amiloides, los científicos escriben en su estudio: “Aunque ninguno de los casos de CJD con patología beta amiloide tenía la patología de ovillos neurofibrilares de tau hiperfosforilada característica de la enfermedad de alzhéimer, es posible que la neuropatología completa de la enfermedad de alzhéimer se hubiera desarrollado si estos individuos no hubieran sucumbido a la enfermedad priónica a edades relativamente tempranas”.

Los autores apuntan la posibilidad de que las “semillas” del beta amiloide del alzhéimer se sembraran en los pacientes junto con los priones al purificar los extractos de hGH. Sin embargo, tampoco descartan la posibilidad de que los propios priones de la CJD pudieran sembrar el beta amiloide del alzhéimer; de darse esta posibilidad, equivaldría a tener que clasificar esta dolencia como potencialmente causada por un prión, lo que cambiaría radicalmente el enfoque de estudio.

Y concluyen: “Aunque no se sugiere que la enfermedad de Alzheimer sea una enfermedad contagiosa y no hay pruebas concluyentes de estudios epidemiológicos de que la enfermedad de Alzheimer sea transmisible, notablemente por transfusiones sanguíneas, nuestros hallazgos deberían invitar a considerar si otras rutas iatrogénicas [provocadas por procedimientos médicos] conocidas de transmisión de priones, incluyendo los instrumentos quirúrgicos y los productos de la sangre, podrían también ser relevantes de cara al beta amiloide y otras semillas proteopáticas [de proteínas enfermas] observadas en las enfermedades neurodegenerativas”.

En resumen, y por destacar las principales conclusiones: los autores no afirman ni demuestran que el alzhéimer sea una enfermedad contagiosa, pero sí que puede transmitirse en ciertos casos si existe una vía de inoculación de material contaminado. Tampoco sugieren que el alzhéimer sea una enfermedad priónica, aunque no es la primera vez que se encuentra un sospechoso vínculo entre ambos tipos de dolencias.

Pero lo que el estudio sí plantea es una revelación alarmante. Tanto los priones como las posibles semillas beta amiloides del alzhéimer resisten los procedimientos habituales de esterilización y descontaminación de material quirúrgico que destruyen los virus y las bacterias. A la vista de los resultados, no se puede descartar que un bisturí que haya tocado tejido enfermo pueda contaminar después otro cerebro sano. Aunque en el caso de los pacientes con dolencias priónicas ya se aplican métodos más extremos de esterilización, tal vez los nuevos hallazgos deban obligar a que estos protocolos se extiendan con la máxima urgencia a los casos de otras enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer.

Priones, el ‘Cuarto Milenio’ de la biología

Cuando yo era estudiante de biología, los priones eran algo así como la última locura, un campo científico tan fascinante como incómodo. Fascinante, porque desafiaba los paradigmas establecidos en biología. Incómodo, porque nadie sabía realmente explicar cómo funcionaban los priones.

En biología existe algo llamado Dogma Central, consistente en que la información se transmite del ADN al ARN y de este a las proteínas. El dogma debió modificarse ligeramente cuando se descubrió que ciertos virus, como el VIH que causa el sida, transmiten su información de ARN a ADN. Pero esto era solo un retoque menor que no derribaba el dogma. Ahora bien, en el caso de los priones la cosa cambia; ¿una proteína capaz de transmitir cierta información a otras proteínas sin intervención de ningún material genético?

Según el diccionario, infectar consiste en invadir un ser vivo y multiplicarse en él. La diferencia entre una infección y un envenenamiento es que, en el primer caso, el agente invasor puede reproducirse, crear otros muchos como él, de modo que a partir de un pequeño inóculo inicial puede obtenerse una población extensa. Entre estos agentes se encuentran las bacterias y los virus. En cambio, cuando lo que invade nuestro organismo es una toxina, esta puede atacar nuestros sistemas funcionales, pero el potencial de acción de este agente se limita a la cantidad inoculada. Si nos muerde una serpiente, su veneno puede matarnos, pero no puede reproducirse para generar más veneno. Una toxina es generalmente una proteína, un robot molecular encargado de desempeñar una función concreta. Y un robot no puede copiarse a sí mismo por sí mismo.

¿O sí?

Una oveja afectada de 'scrapie'. Imagen de Wikipedia.

Una oveja afectada de ‘scrapie’. Imagen de Wikipedia.

A mediados del siglo pasado, algunos científicos investigaban una extraña enfermedad neurodegenerativa mortal para las ovejas y cabras que en inglés se denomina scrapie, en referencia al comportamiento de los animales afectados, que se rascan compulsivamente contra paredes o árboles hasta provocarse heridas (de scrape off, raspar). En español se conoce como tembladera, en referencia a otro de los signos clínicos.

El scrapie aparece en los textos científicos al menos desde 1732, pero históricamente existía una controversia sobre si se trataba o no de una enfermedad infecciosa: se sabía que podía transmitirse, pero no parecía responder al modelo típico de una enfermedad vírica. Aún en 1958, los científicos estaban tan desconcertados sobre el origen de esta dolencia que en una reunión de la Asociación Veterinaria Británica se la calificó como “extraordinaria”. Por entonces se creía que la enfermedad podía ser hereditaria, ligada a un trastorno metabólico relacionado con la función endocrina, e influida por factores ambientales, según publicaba la revista New Scientist.

En 1962 el veterinario Herbert Butler (James) Parry, del Instituto Nuffield de la Universidad de Oxford, publicó que el scrapie era un mal hereditario y transmisible causado por un provirus, un fragmento de ADN móvil integrado en el genoma pero capaz de pasar de una célula a otra. La idea de Parry consistía en que el scrapie podía transmitirse, pero solo podía desarrollarse si se heredaba por vía genética.

Aunque Parry no llegó a atinar con el agente de la enfermedad, fue el primero en sugerir con acierto que se trataba de un mal infeccioso provocado por algo endógeno diferente a un virus. En esta definición se acercó bastante a la realidad. Tres años después Iain H. Pattison, del Instituto ARC de Investigación en Enfermedades Animales en Berkshire (Reino Unido), escribió que si el causante de la enfermedad era un virus, debía ser “de un tipo todavía no reconocido”.

En 1967, Pattison y Katherine M. Jones lograron purificar el agente del scrapie, sugiriendo que se trataba de una proteína. Poco después, el químico teórico John Stanley Griffith, por entonces en el Bedford College de Londres, recogió las observaciones de Pattison y Jones y las del grupo de la radiobióloga Tikvah Alper, del Hospital Hammersmith de Londres, para proponer una hipótesis enormemente audaz: que la causa del scrapie era una proteína infecciosa sin ADN ni ARN. Griffith discutía tres mecanismos mediante los cuales una proteína podía, en cierto modo, autorreplicarse, transmitiendo una conformación concreta a otras; es decir, infectar.

La teoría de Griffith era casi una herejía para la naciente biología molecular, pero se daba la circunstancia de que su autor era precisamente uno de quienes estaban alumbrando esta nueva ciencia: en la década de 1950 colaboró con Watson y Crick, a petición de este último, para calcular las fuerzas de interacción entre las bases del ADN, un aspecto esencial para comprender la estructura de la molécula de la vida. Mientras que Crick pensaba en interacciones entre bases iguales, los cálculos de Griffith revelaban que las uniones más probables eran adenina-timina y guanina-citosina. La visión de Griffith sobre la complementariedad de bases sería fundamental para entender la estructura y la replicación del ADN.

Tejido de cerebro de una vaca afectada por el mal de las vacas locas. Se observan los huecos que le dan el aspecto de esponja. El color rojizo corresponde a la presencia del prión. Imagen de CSIRO / Wikipedia.

Tejido de cerebro de una vaca afectada por el mal de las vacas locas. Se observan los huecos que le dan el aspecto de esponja. El color rojizo corresponde a la presencia del prión. Imagen de CSIRO / Wikipedia.

En 1982, Stanley Prusiner consiguió aislar e identificar la proteína causante del scrapie, a la que llamó “partícula proteinácea infecciosa”, o prión. El descubrimiento de Prusiner, que le valió el premio Nobel en 1997, corroboraba la hipótesis de Griffith: los priones, proteínas que adoptan una configuración patológica transmisible a otras proteínas similares, se identificaron como la causa de varias encefalopatías espongiformes transmisibles en mamíferos. Además del scrapie, estas dolencias incluyen una enfermedad que surgió en Reino Unido en 1986, y que diez años después se convirtió en protagonista de la actualidad al propagar una intensa psicosis alimentaria: la encefalopatía espongiforme bovina, o mal de las vacas locas. En este caso, el consumo de tejidos contaminados provoca en los humanos una variante de una dolencia ya conocida, la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.

Aún hoy, casi medio siglo después de que Griffith formulara su hipótesis de la proteína infecciosa, transcurridos 33 años desde que Prusiner reconoció el agente causante y lo bautizó, es mucho lo que no se sabe sobre los priones. Lo conocido es que provocan enfermedades neurodegenerativas, y que lo hacen siguiendo un modelo de infección de película de género: del mismo modo que los zombis transforman a los humanos en zombis, o los vampiros en vampiros, una proteína maligna convierte a sus semejantes en lo mismo que ella. Sabemos que las proteínas zombificadas se comportan de manera anómala y dañina, formando grumos nocivos y destruyendo el tejido nervioso.

Y entre lo que no conocemos, sobre todo, está la manera de detener esta reacción en cadena. Actualmente las encefalopatías causadas por priones son todavía irreversibles, incurables y mortales.

Y lo que es peor, quizá los priones puedan además conducir la transmisión de enfermedades que hasta ahora creíamos no transmisibles. Mañana lo contaré.