Investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y de la Universidad Autónoma de Madrid (CSIC-UAM), y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), han demostrado que la infección por el virus del herpes simple tipo 1, conocido popularmente por causar el herpes labial, provoca en un modelo en 3D de neuronas humanas las alteraciones celulares características de la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, los investigadores destacan que el trabajo, publicado en la revista International Journal of Molecular Sciences, reproduce una infección aguda en condiciones de laboratorio que no refleja la evolución del virus en las personas a lo largo del tiempo.
La enfermedad de Alzheimer es uno de los mayores retos sanitarios y sociales en la actualidad. Entre sus señales biológicas más conocidas destacan la acumulación anormal de la proteína beta‑amiloide y las alteraciones químicas anómalas de una segunda proteína, denominada tau, esencial para el funcionamiento de las neuronas. Aunque estas alteraciones se consideran rasgos distintivos de la enfermedad, todavía no se comprende por completo qué pone en marcha estos procesos ni cómo comienzan a avanzar en el cerebro.
En los últimos años, estudios en población humana y en tejido cerebral han sugerido que ciertas infecciones persistentes podrían influir en el desarrollo de la enfermedad. Entre los posibles implicados se encuentra el virus del herpes simple tipo 1, que infecta a la mayoría de las personas durante la infancia y permanece en el organismo de forma latente durante toda la vida, con reactivaciones periódicas. Aunque se asocia principalmente a las lesiones en los labios conocidas como “calenturas”, también puede afectar al sistema nervioso y llegar al cerebro.
Cultivos en tres dimensiones
Para llevar a cabo la investigación y estudiar su impacto directo de este virus sobre las neuronas, el equipo utilizó una línea de células humanas capaces de transformarse de manera rápida y uniforme en neuronas funcionales en el laboratorio. Estas neuronas se cultivaron tanto en superficies planas tradicionales (2D) como en estructuras tridimensionales (3D).
Los investigadores han utilizado el modelo tridimensional de neuronas, organizado en forma de pequeñas esferas (esferoides), porque en este entorno 3D las neuronas pueden crecer en todas direcciones, forman redes más complejas y se estructuran en capas, algo más aproximado a lo que ocurre en el tejido cerebral, que no permiten los cultivos planos tradicionales. Además, esta organización·3D permite observar cómo el virus penetra en el tejido, se propaga y afecta a distintas zonas del esferoide.
“Estos modelos tridimensionales permiten que las células crezcan formando agregados que imitan mejor la organización del tejido nervioso humano, reproduciendo de forma más realista las interacciones y el entorno que existen en el cerebro”, detalla Jesús Aldudo, del CBM, que ha participado en el trabajo.
Los resultados de la investigación muestran que la infección por el virus del herpes labial provoca dentro de las neuronas una acumulación de beta-amiloide, que en exceso resulta tóxica. Además, se observaron un aumento significativo de modificaciones anómalas en la proteína tau, que se altera, pierde su función normal y contribuye al deterioro de las neuronas.
El estudio también muestra que el virus del herpes labial interfiere en un sistema fundamental de limpieza celular encargado de degradar y reciclar proteínas dañadas o innecesarias. Cuando este mecanismo falla, las proteínas alteradas se acumulan y se pueden favorecer procesos de neurodegeneración.
Un descubrimiento sumamente relevante de este trabajo es que estos efectos no solo se detectaron en cultivos celulares simples, sino también en los modelos tridimensionales, donde el virus fue capaz de penetrar en toda la estructura neuronal y provocar las mismas alteraciones moleculares relacionadas con el Alzheimer. Esto refuerza la solidez de los resultados y la utilidad de estos modelos para estudiar la enfermedad.
“Nuestros resultados muestran que un virus muy común puede activar en neuronas humanas procesos moleculares que se consideran característicos del Alzheimer. Esto refuerza la idea de que, además de los factores genéticos, ciertos factores ambientales podrían influir en la enfermedad”, señala Maria Jesús Bullido, investigadora del CBM.
Este modelo proporciona una herramienta experimental muy valiosa para analizar, en condiciones controladas, cómo una infección viral frecuente, como el herpes labial, puede afectar a los mecanismos celulares implicados en la enfermedad de Alzheimer y abrir nuevas vías para el diseño de estrategias de prevención o tratamiento.
