Retinopatía diabética y déficits cognitivos: el papel del conectoma cerebral

La diabetes mellitus de tipo 2 (T2DM, Type 2 Diabetes Mellitus) es una de las enfermedades metabólicas más comunes en el mundo y puede estar asociada con la retinopatía diabética (RD-DR, Diabetic Retinopathy), una grave complicación ocular que afecta a la red microvascular de la retina y que puede conducir a la ceguera.

Los avances en la investigación han demostrado que la retina y el cerebro tienen importantes similitudes. Por ejemplo, algunas características anatómicas, fisiológicas y embriológicas de la red vascular de la retina son similares a las que se encuentran en los vasos sanguíneos del cerebro. Además, la RD puede conducir a la neurodegeneración de la retina, que muestra mecanismos patogénicos similares a los de algunas enfermedades neurodegenerativas, como la demencia y la enfermedad de Alzheimer, para las cuales los diabéticos tienen más riesgo que los sujetos sanos. Por esta razón, la comunidad científica ha asumido desde hace tiempo que los pacientes con RD podrían mostrar anomalías en el sistema nervioso central.

De hecho, numerosos estudios realizados hasta ahora con técnicas de neuroimagen han demostrado que los sujetos con RD tienen numerosas anomalías en la estructura y funcionalidad del cerebro. Sin embargo, gracias a los recientes avances en el campo de la teoría de grafos aplicada a la resonancia magnética funcional en reposo (fMRI, functional Magnetic Resonance Imaging), ahora es posible caracterizar también las propiedades topológicas del conectoma cerebral, es decir, el conjunto de conexiones neuronales presentes en el interior del cerebro.

La compleja y eficiente arquitectura del conectoma del cerebro humano consiste en una serie de nodos (regiones cerebrales) y arcos (conexiones entre nodos) que constituyen una red a gran escala, y varias redes small-world, en las que sólo intervienen unos pocos nodos muy cercanos entre sí para permitir una rápida transmisión de la información.

En un estudio reciente que utilizó la fMRI y la teoría de grafos, la organización topológica del conectoma cerebral de los pacientes con RD se alteró en comparación con la de los sujetos sanos. En particular, los sujetos con RD mostraron una reducción tanto del coeficiente de agrupamiento, que indica el grado de conectividad entre los elementos de una red funcional, como de la eficiencia local, parámetro que refleja la capacidad de transmitir información de manera rápida y eficaz dentro de regiones interconectadas. En los pacientes con RD, se ha descubierto que estas alteraciones afectan a numerosas redes funcionales, incluida la Red Visual (VN Visual Network), y se cree que pueden causar una ralentización de la transmisión y el procesamiento de la información que podría ser responsable de los déficits cognitivos que a menudo se encuentran en estos pacientes.

Según los autores, la degeneración de la retina y la consiguiente disminución de la agudeza visual observada en los sujetos con RD llevaría, a nivel cerebral, a una reducción del input retiniano, y esta menor estimulación sería una de las causas subyacentes de las anomalías observadas en la VN. En los pacientes que sufren de RD, la aparición de déficits cognitivos también se ha asociado a la presencia de alteraciones de la conectividad, que se encuentran en la red cerebral por defecto (DMN, Default-mode Network), una red de gran importancia que se activa durante el descanso y se suprime en la realización de tareas que requieren concentración, cuya actividad interviene en varias funciones fisiológicas esenciales como la cognición y la gestión de los estados emocionales.

Estos resultados pueden representar un importante paso adelante en la comprensión de los mecanismos asociados con la pérdida de la visión y la aparición de déficits cognitivos relacionados con la RD, una enfermedad que lamentablemente está destinada a generalizarse cada vez más.

 

Fuente

Huang X. et al, Disrupted topological organization of human brain connectome in diabetic retinopathy patients. Neuropsychiatr Dis Treat. 2019; 15:2487–2502

Dr. Carmelo Chines
Director responsable