Un equip internacional codirigit per l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), amb seu al Parc Científic de Barcelona, i l’Hospital West China de la Universitat de Sichuan (WCHSU) ha aconseguit revertir l’avanç de l’Alzheimer en ratolins amb només tres injeccions amb nanopartícules. L’enfocament innovador per tractar aquesta malaltia se centra a restaurar la funció normal del sistema vascular, en lloc d’actuar sobre les neurones o altres cèl·lules cerebrals, com s’ha fet habitualment fins ara. Aquest assoliment, publicat a la revista Signal Transduction and Targeted Therapy, és un pas prometedor cap a un tractament eficaç per a la malaltia d’Alzheimer.

A diferència de la nanomedicina tradicional, que es basa en nanopartícules com a portadores de molècules terapèutiques, els investigadors de l’IBEC han dissenyat “fàrmacs supramoleculars”, nanopartícules que són bioactives per si soles. En lloc de dirigir-se directament a les neurones, la teràpia restaura la funció adequada de la barrera hematoencefàlica (BBB, per les seves sigles en anglès), el “guardià vascular” que regula l’entorn del cervell. En reparar aquesta interfície crítica, els investigadors van aconseguir revertir la patologia de l’Alzheimer en models animals.

El cervell és l’òrgan més car del cos, consumint el 20% de l’energia en adults i fins al 60% en nens. Aquesta energia arriba a través d’un vast subministrament de sang, assegurat per un sistema vascular únic i dens on cada neurona es nodreix d’un capil·lar. El nostre cervell conté aproximadament mil milions de capil·lars, cosa que destaca el paper vital del sistema vascular cerebral en el manteniment de la salut i la lluita contra les malalties. Aquestes troballes ressalten el paper crucial de la salut vascular, especialment en malalties com la demència i l’Alzheimer, que es relacionen amb un sistema vascular compromès.

La BBB és una barrera cel·lular i fisiològica que separa el cervell del flux sanguini per protegir-lo de perills externs com patògens o toxines. L’equip d’investigadors va demostrar que enfocar a un mecanisme específic permet que les “proteïnes de rebuig” indesitjades produïdes al cervell travessin aquesta barrera i s’eliminin en el flux sanguini correctament. En la malaltia d’Alzheimer, la principal proteïna “de rebuig” és l’amiloide-β (Aβ), l’acumulació de la qual perjudica el funcionament normal de les neurones.

Els investigadors van utilitzar models de ratolí que estan programats genèticament per produir majors quantitats de proteïna Aβ i desenvolupar un deteriorament cognitiu significatiu que imita la patologia de l’Alzheimer. Van administrar només 3 dosis dels fàrmacs supramoleculars i posteriorment van monitorar regularment l’evolució de la malaltia. “Només 1 hora després de la injecció observem una reducció del 50-60% en la quantitat d’Aβ dins del cervell”, explica Junyang Chen, primer coautor de l’estudi, investigador de l’Hospital West China de la Universitat de Sichuan i estudiant de doctorat del University College London (UCL).

Les dades més destacades van ser els efectes terapèutics. Els investigadors van dur a terme diversos experiments per analitzar el comportament dels animals i mesurar el deteriorament de la memòria durant diversos mesos, cobrint totes les etapes de la malaltia. En un dels experiments, van tractar un ratolí de 12 mesos (equivalent a un humà de 60 anys) amb les nanopartícules i van analitzar el seu comportament després de 6 mesos. El resultat va ser impressionant: l’animal, de 18 mesos (comparable a un humà de 90 anys), havia recuperat el comportament d’un ratolí sa.

“L’efecte a llarg termini prové de la restauració del sistema vascular del cervell. Creiem que funciona com una cascada: quan s’acumulen espècies tòxiques com la beta amiloide (Aβ), la malaltia progressa. Però una vegada que la vascularització pot funcionar novament, comença a eliminar Aβ i altres molècules perjudicioses, cosa que permet que tot el sistema recuperi el seu equilibri. El més rellevant és que les nostres nanopartícules actuen com un fàrmac i semblen activar un mecanisme de retroalimentació que retorna aquesta via d’eliminació a nivells normals”, explica Giuseppe Battaglia, investigador principal del grup de Biònica Molecular i líder de l’estudi.

Imatges de microscòpia de fluorescència basada en fulla de llum del cervell d’un ratolí 12 hores després d’haver estat tractat (dreta) o no (esquerra) amb nanopartícules.

Nanopartícules per tractar l’Alzheimer

En aquest estudi, els investigadors introdueixen nanopartícules que actuen com a fàrmacs supramoleculars, agents terapèutics per si sols en lloc de portadors de medicaments. Dissenyades amb un enfocament d’enginyeria molecular bottom-up (de baix a dalt), aquestes nanopartícules combinen un control de mida precís amb un nombre definit de lligands a la superfície, creant una plataforma multivalent capaç d’interactuar amb els receptors cel·lulars d’una manera molt específica. En participar en el tràfic de receptors en la membrana cel·lular, obren una forma única i innovadora de modular la funció del receptor. Aquesta precisió no només permet l’eliminació efectiva de la proteïna amiloide-β del cervell, sinó que també restaura l’equilibri del sistema vascular que manté una funció cerebral saludable.

Aquesta innovadora proposta de teràpia ofereix una via prometedora per desenvolupar intervencions clíniques efectives, abordar les contribucions vasculars a la malaltia d’Alzheimer i, en última instància, millorar els resultats dels pacients. “El nostre estudi va demostrar una notable eficàcia per aconseguir una ràpida eliminació d’Aβ, restaurar la funció saludable en la barrera hematoencefàlica i conduir a una sorprenent reversió de la patologia de l’Alzheimer”, conclou Lorena Ruiz Pérez, investigadora del grup de Biònica Molecular de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i professora adjunta Serra Hunter a la Facultat de Física de la Universitat de Barcelona (UB).

L’estudi és fruit d’una col·laboració entre l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), l’Hospital West China de la Universitat de Sichuan, l’Hospital Xiamen West China de la Universitat de Sichuan, el University College de Londres, el Xiamen Key Laboratory of Psychoradiology and Neuromodulation, la Universitat de Barcelona, l’Acadèmia Xinesa de Ciències Mèdiques i la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA).

» Article de referència: Junyang Chen, Pan Xiang, Aroa Duro-Castano, Huawei Cai, Bin Guo, Xiqin Liu, Yifan Yu, Su Lui, Kui Luo, Bowen Ke, Lorena Ruiz Pérez, Xiawei Wei, Qiyong Gong, Xiaohe Tian, Giuseppe Battaglia. Multivalent modulation of endothelial LRP1 induces fast neurovascular amyloid-β clearance and cognitive function improvement in Alzheimer’s disease models. Signal Transduction and Targeted Therapy (2025). doi: 10.1038/s41392-025-02426-1

» Enllaç a la notícia: web de l’IBEC [+]