EFFECTS OF GENETICS ON THE NEURODYNAMICS OF AZHEIMER'S DISEASE PATIENTS

Abstract

La enfermedad de Alzheimer (EA) es un trastorno neurodegenerativo y la principal causa de demencia, con un impacto significativo tanto en la vida de los pacientes como en los sistemas de salud. La EA se caracteriza por alteraciones en la actividad eléctrica del cerebro causadas por múltiples elementos que finalmente conducen al daño neuronal. Entre estos factores, las interrupciones en la neurotransmisión y la modulación sináptica son especialmente relevantes. La actividad colinérgica se sabe que es uno de los sistemas cerebrales más afectados en la EA, siendo la integridad de estas poblaciones neuronales esencial para la función cognitiva. Sin embargo, las implicaciones genéticas en la fisiología colinérgica durante los estados neurodegenerativos aún no se comprenden claramente. Por esta razón, el objetivo de este estudio es dilucidar la relación entre los déficits colinérgicos y los ritmos corticales para comprender la enfermedad desde un nivel fundamental. El presente estudio examinó el efecto de las alteraciones genéticas en los sistemas de neurotransmisión para determinar su impacto en la actividad eléctrica del cerebro. Se caracterizaron diversas características extraídas de los datos del electroencefalograma (EEG) en función de las variaciones genéticas asociadas con los receptores de acetilcolina muscarínicos y nicotínicos. Para lograr esto, se analizó la actividad eléctrica cerebral de una cohorte de 155 sujetos ancianos, que incluía 45 controles y 110 pacientes con enfermedad de Alzheimer en diferentes etapas de gravedad. Se calcularon múltiples parámetros derivados del análisis avanzado de señales tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia. Las métricas utilizadas fueron la potencia relativa en las bandas clásicas (delta, theta, alfa y beta), la frecuencia mediana, la entropía espectral, la complejidad de Lempel-Ziv y la entropía muestral. Posteriormente, se compararon los sujetos con variantes de riesgo y protectoras de los genes CHRNA3, CHRNA5 y CHRNA7. Específicamente, se estudiaron cinco polimorfismos de nucleótido único (SNP) relacionados con la recepción de acetilcolina: rs1044396, rs16969968, rs588765, rs8024987 y rs324650. Se encontraron diferencias significativas en los valores de potencia relativa dentro de la banda de frecuencia alfa para el SNP rs1044396, entre los sujetos en etapa preclínica con la variante de riesgo (homocigoto TT) y aquellos con las variantes protectoras (presencia del alelo C). Estos hallazgos se alinean con investigaciones previas que relacionan esta variante genética con reducciones en la potencia alfa y trastornos de atención. Teniendo en cuenta el papel de la acetilcolina y la presencia de deterioro de la atención en la enfermedad de Alzheimer, los resultados del estudio sugieren una relación entre el SNP rs1044396 y déficits de atención, especial mente en la etapa preclínica. Además, los resultados del estudio sugieren una relación entre el SNP rs1044396 y alteraciones en la actividad eléctrica del cerebro. En consecuencia, se propone que estas modificaciones estén asociadas con un deterioro cognitivo leve o una mayor probabilidad de desarrollar demencia en el futuro. Por otro lado, no se observaron variaciones en la potencia alfa en la enfermedad de Alzheimer. Por lo tanto, se sugiere que, debido al deterioro previo del sistema colinérgico en los cerebros de los pacientes con enfermedad de Alzheimer, la modificación genética de solo una subunidad de un solo receptor no tendría un significado relevante. Este estudio es un paso importante para expandir nuestro conocimiento sobre las implicaciones de los factores genéticos en los trastornos neurológicos.