El hallazgo podría tener implicaciones para otras enfermedades cerebrales con componente metabólico.

Las imágenes de tomografía por emisión de positrones (PET) de los cerebros de los ratones del estudio muestran una disminución de la glucosa cerebral con la deficiencia de GLUT1 (G1D) en relación con la normalidad (control). La escala de colores de la derecha indica la cantidad de glucosa presente, aumentando la escala.

DALLAS – 16 de noviembre de 2022 –

Un pequeño grupo de células cerebrales vinculadas en un circuito es responsable de desencadenar las convulsiones de todo el cerebro en una forma rara de epilepsia afectada por los niveles de azúcar en la sangre, sugiere un estudio dirigido por investigadores de UT Southwestern. El hallazgo, publicado en Science Translational Medicine, podría conducir a nuevos tratamientos para otros trastornos metabólicos del cerebro, según los autores.
«Hay amplias implicaciones para otras enfermedades porque este circuito está implicado en las demencias, la esquizofrenia, el sueño y la cognición», dijo el líder del estudio, el Dr. Juan Pascual, profesor de Neurología, Pediatría, Fisiología y en el Centro Eugene McDermott para el Crecimiento y el Desarrollo Humanos. «Nuestro laboratorio está avanzando en el estudio de estas implicaciones ahora».
El Dr. Pascual, que dirige el Programa de Trastornos Cerebrales Raros, dijo que él y sus colegas del laboratorio Pascual en el Instituto del Cerebro Peter O’Donnell Jr. de la UTSW llevan mucho tiempo interesados en una enfermedad conocida como síndrome de deficiencia de GLUT1 por sus características inusuales. Esta enfermedad, diagnosticada en sólo unos cientos de personas en todo el mundo, está causada por una deficiencia congénita de una proteína llamada transportador de glucosa tipo 1, que lleva el azúcar de la sangre a las células para utilizarlo como combustible.
Los individuos con síndrome de deficiencia de GLUT1 pueden sufrir varios cientos de crisis de «ausencia» al día a partir de los primeros meses de vida, algunas de las cuales se caracterizan por unos segundos de falta de atención. Pacientes con este trastorno de toda Norteamérica y del resto del mundo acuden a la UT Southwestern para recibir atención médica.

Los niveles de azúcar en sangre pueden afectar significativamente al número de convulsiones que experimentan los pacientes, y las dietas terapéuticas que elevan los niveles de glucosa o los mantienen estables pueden reducir sustancialmente la cantidad. No está claro por qué estas convulsiones se ven afectadas por los niveles de glucosa.

Para responder a esta pregunta, el Dr. Pascual y sus colegas rastrearon el origen anatómico de estos ataques en pacientes humanos. Una combinación de electroencefalografía (EEG), resonancia magnética funcional (fMRI) y tomografía por emisión de positrones (PET) demostró que las convulsiones emanaban de una región relativamente pequeña del cerebro en el tálamo y la corteza somatosensorial.

Cuando los niveles de azúcar en sangre descendían, la actividad eléctrica anormal en el circuito formado por estas zonas se extendía por todo el cerebro. Curiosamente, aunque los electroencefalogramas mostraban una actividad convulsiva en todo el cerebro, los pacientes seguían estando conscientes y podían realizar pruebas cognitivas mientras se producían las convulsiones.

Utilizando un modelo de ratón del síndrome de deficiencia de GLUT1, los investigadores demostraron que los subproductos metabólicos de la glucosa -incluidos los neurotransmisores y otras sustancias químicas necesarias para el funcionamiento normal del cerebro- se mantenían en gran medida en concentraciones normales en el cerebro de los animales. Sin embargo, la actividad eléctrica se desreguló en las células cerebrales responsables de la inhibición o ralentización de la actividad neuronal, haciendo que se dispararan con mucha menos frecuencia de lo habitual, lo que permitía el disparo incontrolado de otras células excitadoras conectadas. Cuando los investigadores administraron a estos animales un fármaco anticonvulsivo llamado perampanel, sus convulsiones disminuyeron significativamente.

El Dr. Pascual sugirió que estos resultados podrían apuntar a un nuevo tratamiento para este tipo inusual de epilepsia, así como argumentar en contra de una vieja idea de que la función normal de las células en el circuito del tálamo y la corteza es necesaria para la conciencia.

«Estos hallazgos desmienten décadas de especulaciones sobre el papel del cerebro en la conciencia», dijo. «Sin embargo, esto no era del todo inesperado porque la conciencia es una propiedad de las personas más que de los cerebros».

Otros investigadores de la UTSW que han contribuido al estudio son; Karthik Rajasekaran, Qian Ma, Levi B. Good, Gauri Kathote, Vikram Jakkamsetti, Peiying Liu, Adrian Avila, Sharon Primeaux, Isaac Marin-Valencia, Deepa Sirsi y Hanzhang Lu.

El Dr. Pascual es titular de la Cátedra Distinguida Ed y Sue Rose de Neurología y de la Cátedra de la Fundación Once Upon a Time de Enfermedades Neurológicas Pediátricas.

Este estudio contó con el apoyo de la Glut1 Deficiency Foundation y de varias subvenciones del National Institute of Neurological Disorders and Stroke: NS077015, NS094257, NS102588 y NS116824.

Acerca de UT Southwestern Medical Center
UT Southwestern, uno de los principales centros médicos académicos de los Estados Unidos, integra la investigación biomédica pionera con la atención clínica y la educación excepcionales. El profesorado de la institución ha recibido seis premios Nobel y cuenta con 24 miembros de la Academia Nacional de Ciencias, 18 miembros de la Academia Nacional de Medicina y 14 investigadores del Instituto Médico Howard Hughes. Los más de 2.900 profesores a tiempo completo son los responsables de los avances médicos más innovadores y se comprometen a traducir rápidamente la investigación científica en nuevos tratamientos clínicos. Los médicos de UT Southwestern atienden en más de 80 especialidades a más de 100.000 pacientes hospitalizados, más de 360.000 casos de urgencias y supervisan casi 4 millones de visitas ambulatorias al año.

Accede al artículo original del UT Southwestern Medical Center

Desde la Asociación Glut1 y enfermedades que responden a la Dieta Cetogénica – asGLUTdiece-, nuestro reconocimiento con todos y cada uno de los investigadores que trabajan día a día en la comprensión de la deficiencia de Glut1. Con la esperanza de que proporcionen nuevos conocimientos, tratamientos y, en última instancia, mejores resultados para nuestros seres queridos con Glut1.