Una nueva investigación sobre la demencia revela un efecto perturbador de los contaminantes del aire en el cerebro
Si bien estudios a gran escala ya habían demostrado una correlación entre la contaminación atmosférica y la demencia en general, los mecanismos moleculares específicos aún eran un misterio
[Adobe Stock]
Eric W. Dolan
psypost.org/ 10 de octubre de 2025
Un nuevo estudio publicado en la revista Science proporciona evidencia de que la exposición prolongada a la contaminación atmosférica por partículas finas contribuye al desencadenamiento de un tipo de demencia relacionado con la acumulación de proteínas anormales en el cerebro. Los investigadores descubrieron que la contaminación atmosférica parece promover la formación de grupos de proteínas nocivas asociados con la demencia por cuerpos de Lewy, lo que podría aumentar el riesgo de desarrollar la enfermedad.
Las partículas finas, conocidas como PM2.5, consisten en diminutas partículas suspendidas en el aire producidas por las emisiones de vehículos, la actividad industrial, los incendios forestales y otras fuentes. Investigaciones previas han sugerido que la exposición a PM2.5 se asocia con una mayor probabilidad de desarrollar Alzheimer y otras formas de deterioro cognitivo.
Sin embargo, la relación específica entre PM2.5 y la demencia por cuerpos de Lewy ha sido menos clara. La demencia por cuerpos de Lewy, que incluye la enfermedad de Parkinson con demencia y la demencia con cuerpos de Lewy, se caracteriza por la acumulación de una proteína llamada alfa-sinucleína en las células cerebrales. Los investigadores se propusieron comprender si la contaminación atmosférica podría contribuir directamente al comportamiento anormal de esta proteína, lo que podría ayudar a explicar cómo los contaminantes ambientales influyen en el envejecimiento y las enfermedades cerebrales.
Mi interés en este tema se basa en mi experiencia personal y mi formación científica. Viví en Pekín durante nueve años durante un período de importante contaminación atmosférica. Mi trabajo de doctorado se centró en la agregación de proteínas y mi formación fue en nanociencia, lo que me despertó un interés particular en los efectos de las partículas finas. Cuando fundé mi propio laboratorio en 2017, combiné estos intereses, convirtiendo la conexión entre la contaminación atmosférica y la demencia en mi primer proyecto», declaró el autor del estudio, Xiaobo Mao , profesor asociado de la Universidad Johns Hopkins.
Científicamente, si bien estudios a gran escala ya habían demostrado una correlación entre la contaminación atmosférica y la demencia en general, los mecanismos moleculares específicos aún eran un misterio. Además, la relación entre la contaminación atmosférica y la demencia por cuerpos de Lewy —la segunda forma más común de demencia neurodegenerativa— era un punto ciego científico importante y prácticamente desconocido. Vimos la necesidad imperiosa de investigar si esta exposición ambiental generalizada podría ser un factor de riesgo para la demencia por cuerpos de Lewy.
Para explorar esta cuestión, el equipo de investigación empleó una combinación de datos humanos a gran escala y experimentos con animales. El estudio comenzó examinando los historiales médicos de más de 56 millones de adultos mayores en Estados Unidos, afiliados a Medicare entre 2000 y 2014. Los investigadores analizaron específicamente los primeros ingresos hospitalarios por afecciones relacionadas con la demencia por cuerpos de Lewy y, posteriormente, utilizaron los datos del código postal de los pacientes para estimar la exposición a largo plazo a PM2.5 en sus vecindarios.
El análisis mostró que las personas que vivían en zonas con niveles más altos de PM2.5 presentaban un mayor riesgo de ser hospitalizadas por demencia con cuerpos de Lewy. En concreto, cada aumento intercuartil en la exposición a PM2.5 se relacionó con un aumento del 17 % en el riesgo de enfermedad de Parkinson con demencia y del 12 % en el de demencia con cuerpos de Lewy. Estas asociaciones fueron más sólidas que las reportadas en estudios previos que examinaron todas las formas de demencia en conjunto. Los investigadores ajustaron los datos para tener en cuenta una amplia gama de posibles factores de confusión, como el nivel socioeconómico, las diferencias regionales y los patrones climáticos.
“En un estudio epidemiológico a gran escala de 56,5 millones de estadounidenses mayores, descubrimos que la exposición prolongada a partículas finas estaba fuertemente asociada con un mayor riesgo de primeras hospitalizaciones por demencia con cuerpos de Lewy”, dijo Mao a PsyPost.
Para explorar la base biológica de esta conexión, el equipo realizó una serie de experimentos con ratones. Algunos ratones eran genéticamente normales, mientras que otros habían sido modificados para carecer del gen responsable de la producción de alfa-sinucleína. Un tercer grupo portaba una mutación genética humana que causa la enfermedad de Parkinson de inicio temprano. Los ratones fueron expuestos a PM2.5 mediante la administración de pequeñas cantidades de aire contaminado directamente en sus fosas nasales cada dos días durante varios meses, simulando escenarios de exposición en el mundo real.
Los ratones con niveles normales de alfa-sinucleína mostraron signos claros de cambios cerebrales tras la exposición a PM2.5. Estos incluyeron la reducción de las regiones cerebrales implicadas en la memoria y la toma de decisiones, la muerte de neuronas y el deterioro en tareas que evaluaban el aprendizaje y la memoria. Por el contrario, los ratones sin alfa-sinucleína no mostraron estos cambios, lo que sugiere que la presencia de esta proteína era necesaria para que se manifestaran los efectos nocivos de la contaminación atmosférica.
Los ratones con la mutación genética relacionada con el Parkinson también fueron especialmente vulnerables. Tras cinco meses de exposición a la contaminación, desarrollaron depósitos generalizados de alfa-sinucleína en el cerebro y comenzaron a mostrar signos de deterioro cognitivo. Al estudiar la estructura física de estos grupos de proteínas, los investigadores descubrieron que eran distintos de los observados en el envejecimiento normal. En cambio, las estructuras se asemejaban a las formas dañinas de alfa-sinucleína presentes en el cerebro de personas con demencia por cuerpos de Lewy.
“Nuestros experimentos con ratones arrojaron un hallazgo particularmente sorprendente”, explicó Mao. “Descubrimos que, tras 10 meses de exposición a PM2.5, los ratones de tipo silvestre mostraron atrofia cerebral significativa, muerte neuronal y efectos similares a la demencia. El descubrimiento verdaderamente sorprendente fue que en ratones modificados genéticamente para carecer del gen de la alfa-sinucleína, estos efectos no se produjeron. Esto proporcionó una relación causal directa entre el contaminante, la proteína específica y el daño cerebral resultante. Demostró definitivamente que la alfa-sinucleína es el mediador esencial que conecta la agresión ambiental con este tipo de neurodegeneración”.
Para investigar si los hallazgos se limitaban a tipos específicos de contaminación atmosférica, el equipo analizó muestras de PM2.5 recolectadas en China, Estados Unidos y Europa. Independientemente de la fuente, la exposición a estas partículas provocó cambios similares en el cerebro de ratones, lo que sugiere que el riesgo podría no limitarse a una región específica.
Los investigadores fueron un paso más allá al crear una versión sintética de la cepa proteica tóxica formada tras la exposición a PM2.5. Mezclaron alfa-sinucleína purificada con partículas de contaminación atmosférica en un entorno de laboratorio y permitieron que las proteínas formaran grumos. La cepa resultante, a la que denominaron PM-PFF, fue resistente a la degradación y altamente tóxica para las neuronas. Al inyectarse en el cerebro de ratones, se propagó por el cerebro y causó síntomas conductuales similares a los observados en la demencia por cuerpos de Lewy. En cambio, una forma más típica de grumos de alfa-sinucleína causó efectos menos graves.
Análisis genéticos posteriores mostraron que los cambios en la actividad genética en el cerebro de ratones expuestos a PM-PFF fueron notablemente similares a los observados en personas diagnosticadas con demencia por cuerpos de Lewy. Esta coincidencia fue mayor que las similitudes observadas entre ratones y pacientes con enfermedad de Parkinson que no habían desarrollado demencia. Este hallazgo respalda la idea de que la exposición a PM2.5 crea un entorno biológico específico en el cerebro que imita la patología de la demencia por cuerpos de Lewy con mayor precisión que otras formas de neurodegeneración.
Los investigadores también observaron signos de inflamación y activación del sistema inmunitario en el cerebro de los ratones afectados. Estas respuestas inmunitarias coincidieron con los patrones observados en pacientes humanos con demencia por cuerpos de Lewy, lo que sugiere que la contaminación atmosférica podría no solo desencadenar la acumulación de proteínas, sino también contribuir a alteraciones más amplias de la salud cerebral.
“Nuestro hallazgo más novedoso es que la exposición a PM2.5 actúa como catalizador, provocando que la proteína alfa-sinucleína se pliegue incorrectamente en una cepa tóxica distinta y altamente agresiva”, afirmó Mao. “Esta cepa inducida por la contaminación es más resistente a la degradación celular, más tóxica para las neuronas y más eficaz en la propagación de patologías por todo el cerebro. Este efecto fue constante en muestras recolectadas en Asia, Norteamérica y Europa”.
Proteger nuestro aire es fundamental para proteger nuestro cerebro. La implicación más importante de nuestro trabajo se encuentra en el ámbito de la salud pública y la prevención. Nuestros hallazgos proporcionan sólida evidencia biológica que respalda regulaciones más estrictas sobre la calidad del aire. Reducir la contaminación atmosférica no se limita a la salud respiratoria y cardiovascular; es una estrategia crucial de salud pública para preservar la función cognitiva y reducir la carga social de la demencia.
Si bien estos hallazgos establecen un vínculo convincente entre la contaminación atmosférica y la demencia por cuerpos de Lewy, los autores reconocen algunas limitaciones. En la parte humana del estudio, los datos de ingreso hospitalario sirvieron como indicador de la aparición de la enfermedad, lo que significa que el análisis no pudo determinar directamente cuándo comenzaron los síntomas. Además, los investigadores se basaron en datos de códigos postales para estimar la exposición a la contaminación, lo cual no considera los comportamientos individuales, el tiempo transcurrido en interiores ni otros factores que podrían influir en los niveles de exposición personal.
En los estudios con animales, los investigadores utilizaron la administración nasal de partículas contaminantes en lugar de la inhalación corporal completa. Este método permitió una administración constante y controlada de PM2.5, pero puede diferir de los patrones de exposición en la vida real. La duración del estudio también fue relativamente corta considerando el envejecimiento humano, que puede extenderse a lo largo de décadas.
Los hallazgos sugieren la necesidad de más investigación para comprender qué componentes de PM2.5 son más dañinos y si la reducción de la exposición a la contaminación podría disminuir el riesgo de demencia por cuerpos de Lewy. Estudios futuros también podrían explorar cómo los factores de riesgo genéticos interactúan con las exposiciones ambientales para influir en el desarrollo de enfermedades.
“Nuestros objetivos a largo plazo siguen dos caminos principales”, explicó Mao. “Descomponer el contaminante: planeamos identificar qué componentes químicos específicos son responsables de la creación de la cepa tóxica de β-sinucleína. Esto podría conducir a regulaciones ambientales más específicas y efectivas. Queremos comprender con precisión cómo estos contaminantes interactúan con el cuerpo para desencadenar enfermedades”.
Comprender la vulnerabilidad personal: Exploraremos las interacciones entre genes y ambiente. Al combinar datos genéticos a gran escala con datos de exposición a la contaminación, esperamos comprender por qué algunas personas son más susceptibles a los efectos neurotóxicos de la contaminación atmosférica. Esto nos ayudará a construir un panorama más completo del riesgo de demencia y a avanzar en estrategias de prevención personalizadas.
“En última instancia, la dirección de nuestro laboratorio se centra en comprender por qué se forman estos agregados de proteínas y cómo resolver los problemas que crean”.
______________________________
El estudio, “ Promoción de la demencia con cuerpos de Lewy por contaminantes del aire ”, fue escrito por Xiaodi Zhang, Haiqing Liu, Xiao Wu, Longgang Jia, Kundlik Gadhave, Lena Wang, Kevin Zhang, Hanyu Li, Rong Chen, Ramhari Kumbhar, Ning Wang, Chantelle E. Terrillion, Bong Gu Kang, Bin Bai, Minhan Park, Ma. Cristine Faye Denna, Shu Zhang, Wenqiang Zheng, Denghui Ye, Xiaoli Rong, Liu Yang, Lili Niu, Han Seok Ko, Weiyi Peng, Lingtao Jin, Mingyao Ying, Liana S. Rosenthal, David W. Nauen, Alex Pantelyat, Mahima Kaur, Kezia Irene, Liuhua Shi, Rahel Feleke, Sonia García-Ruiz, Mina Ryten, Valina L. Dawson, Francesca Dominici, Rodney J. Weber, Xuan Zhang, Pengfei Liu, Ted M. Dawson, Shizhong Han y Xiaobo Mao.
____________
Fuente:
