Investigadores descubren una vía pulmón-cerebro que explica cómo el tabaquismo favorece la demencia

Científicos de la Universidad de Chicago han trazado una ruta biológica hasta ahora invisible que conecta los pulmones con el cerebro, ofreciendo una explicación novedosa para un patrón que los investigadores llevan años observando: los fumadores tienen riesgos mucho más altos de desarrollar demencia. El descubrimiento, publicado en Science Advances, sugiere que la nicotina desencadena una cadena de eventos celulares que termina alterando el equilibrio del hierro en el tejido cerebral, un desequilibrio que caracteriza a varias enfermedades neurodegenerativas.

La conexión entre el tabaquismo y el deterioro cognitivo no es nueva. Un estudio de 2011 ya había documentado que las personas que fumaban intensamente durante la mediana edad tenían más del doble de probabilidades de desarrollar demencia, enfermedad de Alzheimer o demencia vascular más de dos décadas después. Pero hasta ahora, los investigadores habían atribuido principalmente este riesgo a los daños que el humo causa en los sistemas vascular y respiratorio, reduciendo el flujo de oxígeno al cerebro con el paso de los años. La investigación de Chicago apunta en una dirección completamente distinta: un mecanismo de comunicación directa entre órganos mediado por la nicotina.

El hallazgo gira en torno a unas células pulmonares poco comunes llamadas células neuroendocrinas pulmonares, o PNEC. Estas células, que representan menos del 1% de la población celular del pulmón, funcionan como sensores especializados de las vías respiratorias, combinando características de células nerviosas y hormonales. Su rareza las ha hecho extraordinariamente difíciles de estudiar en profundidad. Para superar este obstáculo, el equipo de investigadores generó células PNEC inducidas a partir de células madre pluripotentes humanas, creando cantidades suficientes para trabajar en el laboratorio.

Cuando expusieron estas células a la nicotina, observaron algo dramático: una liberación masiva de exosomas, pequeñas vesículas que transportan proteínas, lípidos y material genético de una célula a otra. Lo notable era que estos exosomas contenían niveles elevados de serotransferrina, una proteína que regula cómo el cuerpo transporta y utiliza el hierro. Según los investigadores, este mecanismo se reproduce cada vez que alguien fuma un cigarrillo, un puro o incluso usa un cigarrillo electrónico. La nicotina golpea las células PNEC, que responden liberando una avalancha de exosomas cargados de serotransferrina.

Esos exosomas viajan hacia el cerebro, donde envían señales confusas sobre cómo debe regularse el hierro. El nervio vago, la autopista de comunicación que conecta el cerebro con múltiples órganos y controla funciones involuntarias como la respiración, actúa como el conducto por el cual estas señales perturbadas llegan al sistema nervioso central. El resultado es un desequilibrio en el metabolismo del hierro que genera estrés oxidativo, disfunción mitocondrial y un aumento en la expresión de alfa-sinucleína, todas ellas características distintivas de enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson. Peor aún, ese desequilibrio de hierro puede activar la ferroptosis, un tipo de muerte celular programada que investigaciones anteriores han vinculado directamente con estas enfermedades neurodegenerativas.

Kui Zhang, investigador postdoctoral de la Universidad de Chicago y coautor principal del estudio, resumió el significado del hallazgo: el trabajo establece un eje pulmón-cerebro que explica por qué el tabaquismo se relaciona con el deterioro cognitivo y los riesgos neurodegenerativos. Al comprender cómo estos exosomas perturban el equilibrio del hierro, dijo, se abren nuevas puertas para proteger las neuronas del daño inducido por el humo. Joyce Chen, profesora adjunta de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular de la Universidad de Chicago y autora correspondiente del trabajo, enfatizó que el descubrimiento revela que el pulmón no es simplemente un órgano pasivo que sufre los efectos del humo, sino un órgano de señalización activo que influye directamente en la patología cerebral.

Los investigadores reconocen que aún queda mucho trabajo por hacer. Todavía no han establecido una relación causal directa entre este mecanismo y la aparición real de demencia en humanos. El siguiente paso es investigar si bloquear estos exosomas podría convertirse en una estrategia terapéutica viable. Chen concluyó que comprender estas vías de comunicación entre órganos es fundamental para desarrollar mejores estrategias de prevención e intervención para las enfermedades neurodegenerativas. Por ahora, el descubrimiento ofrece una pieza crucial del rompecabezas que ha desconcertado a los investigadores durante años: cómo exactamente el humo del tabaco daña el cerebro.