Una investigación revela cómo la contaminación puede desencadenar cambios dañinos en el cerebro que llevan a la neurodegeneración

La contaminación del aire enferma y mata. De muchas maneras. Se ha descubierto que espolea dolencias cardiovasculares, infecciones respiratorias o tumores, como el de pulmón. Y está detrás de 4,2 millones de muertes prematuras en el mundo cada año. No hay duda alguna de su potencial nocivo, pero la ciencia está intentando hilar cada vez más fino para identificar los vínculos exactos entre la polución y las distintas enfermedades. Una nueva investigación, publicada este jueves en la revista Science, se ha centrado en el nexo entre la contaminación atmosférica y el riesgo de desarrollar demencias, un grupo de dolencias neurodegenerativas tradicionalmente asociadas al envejecimiento y que se caracterizan por destruir la memoria y la autonomía del individuo.

En concreto, los científicos de la Universidad Johns Hopkins (Estados Unidos) que firman el estudio han puesto el foco en la demencia por cuerpos de Lewy, un trastorno neurodegenerativo caracterizado por la acumulación anormal en el cerebro de una proteína, la alfa-sinucleína. Estos depósitos dañinos (cuerpos de Lewy), señales distintivas de este tipo de demencia y también de la enfermedad de Parkinson, son los causantes de los problemas motores o de la pérdida de memoria. Y, según esta nueva investigación, también en esa proteína puede estar una clave para explicar cómo la exposición prolongada a contaminación atmosférica eleva el riesgo de desarrollar este tipo de demencia. La investigación da un espaldarazo científico al potencial de los contaminantes del aire para alentar enfermedades y plantea que la alfa-sinucleína es un mediador esencial que conecta la agresión ambiental con el daño cerebral.

Cuenta Xiaobo Mao, investigador del departamento de Neurología de la Universidad Johns Hopkins y autor del estudio, que su intención era ahondar en una gran laguna de conocimiento, “una caja negra” que impedía entender exactamente cómo la contaminación daña el cerebro: ya se había demostrado una asociación entre la polución y el riesgo de desarrollar demencias, pero “los mecanismos moleculares específicos no estaban claros”.

Ellos se centraron específicamente en la demencia por cuerpos de Lewy por su impacto en salud pública —es la segunda demencia neurodegenerativa más frecuente, solo por detrás del alzhéimer— y porque su vínculo con la contaminación era “un punto ciego para la ciencia”, dice, casi desconocido. “Vimos la necesidad imperiosa de investigar si esta exposición ambiental común podría ser un factor de riesgo para esta enfermedad devastadora y generalizada”, explica en una respuesta por correo electrónico.

Lo primero que hicieron los científicos fue ahondar en la investigación epidemiológica para constatar esa asociación que ya apuntaba la literatura científica previa. Y usaron para ello datos de 56 millones de pacientes estadounidenses hospitalizados por dolencias neurodegenerativas entre el 2000 y el 2014. Se centraron en aquellos con enfermedades relacionadas con cuerpos de Lewy y calcularon, también, su exposición a partículas finas PM 2,5 —un contaminante atmosférico en suspensión que se forma a partir de la combustión de los vehículos, en fábricas o por la quema de materiales—. Al cruzar los datos, los científicos encontraron que a medida que aumentaba la exposición a este tipo de toxinas ambientales, crecía también el riesgo de un ingreso hospitalario por estas dolencias neurodegenerativas.

Luego, en experimentos con ratones, confirmaron también que, efectivamente, los roedores normales expuestos a estos contaminantes presentaban acúmulos de alfa-sinucleína y acababan sufriendo atrofia cerebral, muerte neuronal y deterioro cognitivo, todas características distintivas de la demencia. En cambio, cuando se exponía a los mismos contaminantes a ratones modificados genéticamente para no producir alfa-sinucleína, no se vieron cambios significativos en el cerebro: ni atrofia cerebral ni deterioro cognitivo. “La contaminación seguía presente, pero sin su proteína diana clave, no pudo causar este tipo específico de neurodegeneración”, abunda el investigador.

La hipótesis de estos científicos es que las toxinas ambientales, como las partículas finas PM 2,5, podrían desencadenar una acumulación anormal de alfa-sinucleína con capacidad de propagar el daño por el cerebro.

Y así lo corroboraron en otro experimento con ratones modificados genéticamente para producir la versión humana de la proteína: tras cinco meses de exposición a los contaminantes, los autores detectaron acúmulos de alfa-sinucleína y deterioro cognitivo. Pero esos depósitos nocivos eran diferentes a los que se desarrollan a causa del envejecimiento: la exposición a partículas finas generaba una cepa de alfa-sinucleína distinta.

Una cepa tóxica, distinta y muy agresiva

“Descubrimos que PM2,5 actúa como catalizador, provocando que la proteína alfa-sinucleína se pliegue incorrectamente en una cepa tóxica distinta y altamente agresiva. Se puede pensar así: PM2,5 no solo daña el cerebro directamente, sino que corrompe una proteína nativa, convirtiéndola en un superpropagador de patología, más resistente a la limpieza celular y más tóxica para las neuronas que las formas de alfa-sinucleína que se agregan por sí solas. Confirmamos este efecto con muestras de PM2,5 de EE UU, China y Europa”, explica Mao.

El científico asegura que la cepa tóxica de alfa-sinucleína identificada en sus experimentos con ratones “comparte propiedades bioquímicas y patológicas clave con las cepas de alfa-sinucleína extraídas del líquido cefalorraquídeo de pacientes humanos con demencia por cuerpos de Lewy”.

Pascual Sánchez, secretario del Grupo de Estudio de Conducta y Demencias de la Sociedad Española de Neurología, celebra los resultados de esta investigación, en la que no ha participado, porque dice que añade “más evidencia de que la polución puede influir en la demencia”, pero pide ser “cautos” en la interpretación de los resultados: que se haya encontrado una vía molecular que ayude a explicar esa correlación no quiere decir que todas las personas expuestas a la contaminación atmosférica vayan a desarrollar demencia por cuerpos de Lewy. “Es un factor de riesgo, pero la asociación es relativamente leve. No es como fumar y el riesgo de tener cáncer, que es muchísimo más alto. Pero aunque el riesgo absoluto sea pequeño, el nexo es claro y este estudio es un toque de atención”, avisa el neurólogo, que es también director de la Fundación CIEN.

Grandes incógnitas por resolver

En este sentido, el propio Mao admite que, entre lo que falta por saber está, precisamente, el “cómo interactúan los contaminantes con los factores de riesgo genéticos individuales, pues no todas las personas expuestas a la contaminación desarrollan demencia por cuerpos de Lewy”. Tampoco saben qué componentes específicos de PM 2,5 —estas partículas están formadas por muchas sustancias químicas diferentes— son los más dañinos y recuerda que su investigación se centró en la relación entre la contaminación y la necesidad de ingreso hospitalario por demencia por cuerpos de Lewy, pero “falta más investigación para confirmar el papel de la contaminación en la aparición inicial de la enfermedad”.

Con todo, el descubrimiento refuerza la evidencia sobre el impacto de la contaminación en la salud y abre nuevos escenarios preventivos y terapéuticos, augura Mao. “Reducir la contaminación atmosférica es una estrategia crucial para proteger la salud cerebral. Y también las terapias futuras podrían diseñarse para prevenir la interacción de los contaminantes atmosféricos con la alfa-sinucleína o para neutralizar específicamente esta cepa altamente tóxica una vez formada”.

Diana Esteller, neuróloga del Hospital Clínic de Barcelona, destaca más el impacto de este estudio en el campo de la prevención: “Todo lo que puedas quitar este factor de riesgo, será positivo”. Y aunque admite que también puede abrir nuevas investigaciones en el plano terapéutico, recuerda que en esta enfermedad en concreto, el desarrollo farmacológico es “escaso”. “Para lo frecuente que es, da la sensación de que la demencia por cuerpos de Lewy está un poco abandonada”, conviene.

Mao, por su parte, asume que la vía molecular hallada en su investigación para explicar esa asociación entre contaminación y demencia es solo una de muchas. “La contaminación atmosférica es una combinación compleja que ataca al organismo en múltiples frentes. Nuestro estudio ha añadido una nueva pieza crucial al rompecabezas, pero el panorama completo probablemente sea una combinación de varios mecanismos dañinos”, sugiere.