El cobre se encuentra por todas partes en el suministro de alimentos: en el agua potable transportada por tuberías de cobre, suplementos nutricionales y en algunos alimentos como carnes rojas, mariscos, frutos secos, y muchas frutas y verduras. El mineral juega un papel importante y beneficioso en la conducción nerviosa, el crecimiento del hueso, la formación de tejido conectivo y la secreción hormonal.
Sin embargo, el nuevo estudio muestra que el cobre también se acumula en el cerebro y provocar la ruptura de la barrera sangre-cerebro, el sistema que controla lo que entra y sale del cerebro, lo que resulta en la acumulación tóxica de la proteína beta-amiloide, un subproducto de la actividad celular. Con células de ratones y del cerebro humano, Deane y sus colegas realizaron una serie de experimentos que han establecido claramente los mecanismos moleculares por los que el cobre acelera la patología de la enfermedad de Alzheimer.
En circunstancias normales, la proteína betaamiloide se retira del cerebro por una proteína llamada proteína 1 relacionada con el receptor de lipoproteína (LRP1). Estas proteínas, que bordean los capilares que suministran sangre al cerebro, se unen con la beta-amiloide que se encuentra en el tejido cerebral y la acompañan en los vasos sanguíneos a donde van desde el cerebro.
El equipo de investigación administró a los ratones normales dosis de cobre durante un periodo de tres meses. En concreto, se expuso a los roedores a trazas de metal en el agua potable, lo que supone una décima parte de los estándares de calidad de agua para el cobre establecidos por la Agencia de Protección Ambiental. «Son niveles muy bajos de cobre, el equivalente a lo que la gente consume en una dieta normal», explicó Deane.
Los científicos encontraron que el cobre recorre el sistema de la sangre y se acumula en los vasos que alimentan de sangre al cerebro, específicamente en las «paredes» celulares de los capilares. Estas células son una parte crítica del sistema de defensa del cerebro y ayudan a regular el paso de moléculas hacia y desde el tejido cerebral. En este caso, las células capilares impiden que el cobre entre en el cerebro, pero, con el tiempo, el metal puede acumularse en estas células con un efecto tóxico.
Los investigadores observaron que el cobre interrumpe la función de LRP1 a través de un proceso llamado oxidación, que, a su vez, inhibe la eliminación de beta-amiloide en el cerebro, un fenómeno que observaron tanto en las células del cerebro de ratón como humanas.
Luego, los expertos analizaron el impacto de la exposición al cobre en modelos de ratón de la enfermedad de Alzheimer, en los que las células que forman la barrera hematoencefálica se han roto y convertido en «fugas», por una posible combinación del envejecimiento y el efecto acumulativo de las agresiones tóxicas, permitiendo que elementos como el cobre pasen sin impedimentos al tejido cerebral.
Los autores del estudio observaron que el cobre estimuló la actividad en las neuronas que aumenta la producción de beta-amiloide y que interactuó con beta-amiloide de forma que las proteínas se unían para crear grandes complejos de atascos de la proteína que el sistema de eliminación de residuos del cerebro no puede borrar.
La inhibición de la compensación y la estimulación de la producción de beta amiloide proporciona una fuerte evidencia de que el cobre es un actor clave en la enfermedad de Alzheimer. Además, los investigadores observaron que este material provocó inflamación del tejido cerebral, que puede promover aún más la rotura de la barrera hematoencefálica y la acumulación de toxinas relacionadas con el Alzheimer.
Sin embargo, ya que el metal es esencial para muchas otras funciones en el cuerpo, los investigadores dicen que estos resultados deben ser interpretados con cautela. «El cobre es un metal esencial y está claro que estos efectos se deben a la exposición durante un largo periodo de tiempo -subraya Deane–. La clave será encontrar el equilibrio justo entre demasiado poco y consumo excesivo de cobre. Ahora mismo no podemos decir cuál es el nivel correcto, pero la dieta puede finalmente jugar un papel importante en la regulación de este proceso».
