Descubren el fallo del sistema glinfático durante la meningitis bacteriana

Investigadores del Instituto Karolinska de Suecia han descubierto, en un estudio realizado en ratas, que la herramienta del cerebro para la eliminación de residuos, el sistema glinfático, funciona mal durante la meningitis bacteriana, provocando una acumulación de basura tóxica que daña las células cerebrales, según publican en la revista 'mBio'. La meningitis bacteriana es una enfermedad infecciosa del cerebro que pone en peligro la vida y que deja a muchos supervivientes con daños neurológicos duraderos.

"Nuestro estudio demuestra que el sistema glinfático pierde su funcionalidad cuando se produce una infección en el cerebro", afirma Federico Iovino, profesor asociado y jefe de grupo del Departamento de Neurociencia del Instituto Karolinska y autor principal del estudio.

"Aunque hasta ahora sólo hemos estudiado ratas, creemos que es posible que los mismos mecanismos estén en juego en los seres humanos y que el sistema glinfático podría ser una nueva vía a explorar con la esperanza de encontrar tratamientos para prevenir las discapacidades neurológicas causadas por la meningitis bacteriana", apunta.

Asociación con enfermedades neurológicas

El sistema glinfático se describió por primera vez en 2013 como una especie de lavadora que elimina los residuos del sistema nervioso central, que comprende el cerebro y la médula espinal. Desde entonces, varias enfermedades neurológicas, como el Alzheimer y el Parkinson, se han asociado a su disfunción.

En este estudio, el grupo de investigación del doctor Federico Iovino y sus colaboradores del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas y de la Universidad del Sur de Santa Catarina (Brasil) examinaron el sistema glinfático en ratas infectadas con la bacteria 'Streptococcus pneumoniae', el principal patógeno causante de la meningitis bacteriana, una infección potencialmente mortal que en muchos casos provoca discapacidades permanentes.

Los investigadores hallaron mayores cantidades de productos de desecho bacterianos en los cerebros de las ratas con meningitis que en un grupo de control. Las concentraciones eran más altas en los compartimentos del líquido cefalorraquídeo del cerebro. En cambio, los análisis de sangre revelaron niveles bajos de componentes bacterianos, lo que indica que el sistema glinfático no había logrado drenar el cerebro de bacterias y productos de descanso asociados. Con el tiempo, se observaron mayores signos de neuroinflamación y daño neuronal, con la correspondiente pérdida de capacidades cognitivas.

Neuronas dañadas

"Alrededor de la mitad de los supervivientes de la meningitis neumocócica padecen deficiencias neurológicas, como pérdida de audición, retraso motor y cognitivo y trastornos psiquiátricos, debido a las neuronas dañadas por la infección, afirma Federico Iovino. "Dado que las neuronas dañadas a menudo no pueden repararse ni sustituirse, es importante encontrar formas de prevenir la lesión, y el primer paso en esa dirección es comprender los mecanismos moleculares", dice. 

Para profundizar en su comprensión, los investigadores examinaron detalladamente los tejidos y las células del cerebro. Se centraron en un transportador de fluidos clave, la acuaporina-4 (AQP4), un canal de agua situado en los extremos de las cadenas de astrocitos, unas células con forma de estrella que actúan como guardianes del sistema glinfático.

Problemas durante la meningitis neumocócicas

Este canal de agua regula normalmente los intercambios de fluidos entre los compartimentos del líquido cefalorraquídeo y otras zonas del cerebro. Pero lo que los investigadores descubrieron fue que durante la meningitis neumocócica, el canal de agua AQP4 perdió su lugar natural y su conexión con la pared del vaso de la barrera hematoencefálica. Los extremos astrocíticos se habían desprendido de las paredes de los vasos después de que los astrocitos se hincharan en respuesta a la neuroinflamación causada por la infección bacteriana.

"Es como un efecto de bola de nieve, explica Federico Iovino. "La infección provoca una acumulación de productos bacterianos tóxicos que activa una respuesta inmunitaria que conduce a la neuroinflamación. La inflamación desencadena procesos celulares que conducen a un desprendimiento de los extremos astrocíticos de las paredes de la barrera hematoencefálica, con el consiguiente desplazamiento y pérdida de función del importante canal de agua AQP4. La combinación de estos acontecimientos da lugar a un mal funcionamiento del sistema glinfático y al consiguiente daño neuronal", concluye.