Impacto de la dieta cetogénica en un modelo de ratón 5XFAD

NEUROPLASTICIDAD

ANA SOFIA ORTEGA GONZÁLEZ

TRABAJO FINAL

Título del artículo: Ketogenic diet ameliorates cognitive impairment and neuroinflammation in a mouse model of Alzheimer’s disease.

Investigadores: Yunlong Xu, Chenyu Jiang, Junyan Wu, Peidong Liu, Xiaofei Deng, Yadong Zhang, Bo Peng, Yingjie Zhu.

1. RESUMEN:

El estudio investigó el impacto de la dieta cetogénica en un modelo de ratón 5XFAD con enfermedad de Alzheimer en diferentes etapas. Los resultados mostraron que la dieta cetogénica mejoró la función cognitiva y redujo la neuroinflamación en los ratones 5XFAD. Además, la dieta cetogénica redujo la acumulación de placas amiloides y la hiperfosforilación de proteína Tau en el cerebro de los ratones. Estos hallazgos sugieren que la dieta cetogénica puede ser una estrategia terapéutica efectiva para la enfermedad de Alzheimer.

Cuatro meses de dieta cetogénica mejoraron el aprendizaje espacial, la memoria espacial y la memoria de trabajo en ratones 5XFAD. La mejora en las funciones cognitivas se asoció con un número restaurado de neuronas y sinapsis tanto en el hipocampo como en la corteza

Los mecanismos subyacentes que explican cómo la dieta cetogénica puede mejorar la patología de la enfermedad de Alzheimer en ratones 5XFAD incluyen la reducción de la activación microglial y la neuroinflamación, la reducción de la acumulación de placas amiloides y la hiperfosforilación de tau, y la restauración del número de neuronas y sinapsis en el hipocampo y la corteza.

2. METODOLOGÍA

• El estudio utilizó ratones transgénicos 5XFAD con patología de la enfermedad de Alzheimer. Los ratones fueron divididos en dos grupos, uno recibió una dieta cetogénica y el otro grupo recibió una dieta estándar. Se realizaron pruebas de comportamiento para evaluar la función cognitiva y la ansiedad de los ratones. También se realizaron análisis bioquímicos y de inmunofluorescencia para evaluar la patología cerebral y la inflamación. El estudio se llevó a cabo durante un período de 16 semanas
• La dieta de los ratones se restringió diariamente para mantener entre el 80 % y el 85 % de su peso corporal principal durante toda la tarea.
• El laberinto en T se colocó en una habitación tranquila y la intensidad de la luz se mantuvo a un nivel constante (100 lux). Durante la tarea, los ratones debían encontrar la cámara de destino.
• Se realizaron dos ensayos por día durante ocho días. Para la prueba de sondeo, la retención de la memoria se evaluó 5 días después de la última prueba de entrenamiento. La duración de la prueba de sonda fue de 90s. Si el animal no encontraba el agujero objetivo en 90s, la latencia se consideraba de 90s. La posición del hoyo objetivo era la misma que en el período de entrenamiento. Se consideró que el ratón había entrado en la cámara objetivo si todo el cuerpo estaba sobre la plataforma. La latencia primaria que los ratones tardaron en encontrar el orificio objetivo se documentó para cada ensayo.
• Para la medición de los ensayos se utilizó el software Anymaze el cual analizó la latencia principal para encontrar el orificio objetivo y el tiempo en el cuadrante objetivo.
• Los cerebros se extrajeron y se posfijaron en PFA al 4 % durante la noche a 4 °C, seguido de deshidratación en sacarosa al 15 % y al 30 % hasta sumergirlos en el fondo del tubo. Este procedimiento se utilizó para visualizar y cuantificar diferentes proteínas en el cerebro de los ratones, incluyendo Aβ42, Iba-1, sinaptofisina, PSD95 y NeuN. El procedimiento implicó la perfusión transcardíaca de los ratones con PBS y paraformaldehído (PFA), seguido de la extracción y posfijación de los cerebros en PFA al 4% durante la noche a 4°C. Luego, los cerebros se deshidrataron en sacarosa al 15% y al 30% antes de ser sumergidos en el fondo del tubo. Las secciones de cerebro se tiñeron con anticuerpos primarios específicos para las proteínas de interés y se visualizaron utilizando un microscopio confocal o un escáner de diapositivas. La tinción de inmunofluorescencia permitió a los investigadores cuantificar la cantidad de proteínas en diferentes regiones del cerebro de los ratones y comparar los niveles entre los grupos de ratones alimentados con diferentes dietas.
• El procedimiento de tinción de Golgi se utilizó para visualizar y cuantificar la densidad de la columna vertebral de la neurona individual en el cerebro de los ratones. El procedimiento implicó la anestesia profunda de los ratones con pentobarbital y la recolección de los cerebros en hielo. Los cerebros se sumergieron en la mezcla de Solución A y B de Golgi durante 2 semanas a temperatura ambiente y luego se reemplazaron con la Solución C de Golgi a 4°C durante 3 días. Las secciones coronales se cortaron a 150 μm con criostato y se adhirieron a portaobjetos recubiertos de gelatina. Los cortes de cerebro se trataron con Golgi Solution D/E y se deshidrataron con alcohol antes de ser cubiertos. La tinción de Golgi permitió a los investigadores cuantificar la densidad de la columna vertebral de la rama secundaria de la neurona individual en diferentes regiones del cerebro de los ratones y comparar los niveles entre los grupos de ratones alimentados con diferentes dietas.
• Se utilizó la prueba de Shapiro-Wilk para probar la normalidad de los datos. Si los datos se distribuyeron normalmente, se utilizó el análisis de varianza de una vía (ANOVA) o ANOVA de dos vías para comparar las diferencias entre tres muestras independientes, y se aplicó la prueba de diferencia mínima significativa (LSD) para las comparaciones múltiples post hoc. Si los datos no se distribuyeron normalmente, se utilizó la prueba de Kruskal-Wallis y la prueba post hoc de Dunn para las comparaciones múltiples. Los resultados se consideraron significativos si el valor p fue menor que 0,05. El análisis estadístico se realizó utilizando el software GraphPad Prism (versión 8.0).

RESULTADOS

Cuatro meses de dieta cetogénica mejoraron el aprendizaje espacial, la memoria espacial y la memoria de trabajo en ratones 5XFAD. La mejora en las funciones cognitivas se asoció con un número restaurado de neuronas y sinapsis tanto en el hipocampo como en la corteza. El tratamiento con dieta cetogénica también redujo la deposición de placa amiloide y la activación microglial, lo que resultó en una reducción de la neuroinflamación. El efecto positivo de la dieta cetogénica sobre las funciones cognitivas dependía del momento de inicio y de la duración de la dieta. Un período más corto (2 meses) de tratamiento con dieta cetogénica tuvo un efecto más débil. La dieta cetogénica iniciada en la última etapa de la EA (9 meses de edad) no mostró ningún efecto sobre la mejora cognitiva.

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