Un equipo de investigadores internacionales ha descubierto un nuevo mecanismo para prevenir la muerte de neuronas cuando faltan oxígeno y glucosa en el cerebro. El trabajo, liderado por Charité -Universitätsmedizin Berlin (Alemania) y la McMaster University (Canadá), se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences, de Estados Unidos.
Los periodos breves de falta de oxígeno pueden actuar como una sesión de entrenamiento para las células del organismo. Como resultado, adquieren capacidad para sobrevivir durante periodos más largos de privación de oxígeno, están 'preparadas', según explican los investigadores.
Además, la falta de oxígeno afecta también al metabolismo del azúcar. Sin embargo, el metabolismo del azúcar y la muerte programada de una célula se han visto hasta ahora como sucesos independientes.
Esta investigación, liderada por los científicos Philipp Mergenthaler y Andreas Meisel, que trabajan juntos en el NeuroCure Cluster of Excellence at the Charité, explica el vínculo que existe entre estos dos procesos.
La supervivencia de la célula está regulada por una enzima clave del metabolismo del azúcar, la denominada hexokinasa II. Esa enzima altera la glucosa de tal manera que puede ser procesada por la célula.
Estos investigadores han descubierto que esta enzima se activa en las células nerviosas del cerebro tras una falta de oxígeno. Esto ocurre, por ejemplo, en el caso de un ictus, un desorden circulatorio en el cerebro, generando una insuficiencia de oxígeno y suministro de nutrientes en el cerebro.
La enzima entonces juega un papel protector. Esta autoprotección de las células nerviosas representa una importante base para próximas investigaciones, desde la que podrían desarrollarse mejores terapias para el ictus, según Meisel.
Sin embargo, los mecanismos moleculares de la deficiencia de oxígeno y el metabolismo celular alterado no sólo juega un papel en el ictus, son también muy importantes en el desarrollo de un tumor y en la defensa contra las infecciones por el sistema inmune.
En consecuencia, la enzima es considerada responsable de alteraciones en el metabolismo de la glucosa de los tumores malignos.
Sin embargo, si existe una falta de glucosa en la célula y un suministro normal de oxígeno, puede causar incluso la muerte celular.
El mecanismo básico de cómo el metabolismo del azúcar regula la muerte celular puede entonces ser utilizado para proteger frente al ictus, pero puede utilizarse también para causar la muerte celular selectiva en tumores malignos, señala Mergenthaler. El mecanismo por el que el metabolismo del azúcar regula la muerte celular, pues, fundamentalmente amplía el conocimiento médico básico de muchas enfermedades.
