La exposición al manganeso desencadena la muerte de células cerebrales mediante la activación de vías inmunitarias

La contaminación ambiental por manganeso representa una amenaza significativa para la salud cerebral, ya que la exposición crónica se ha vinculado con deterioro cognitivo y trastornos del movimiento. Este exhaustivo estudio revela un mecanismo hasta ahora desconocido mediante el cual el manganeso desencadena la muerte neuronal a través de la activación de la vía cGAS-STING, un sistema celular de detección inmunitaria.

Los investigadores expusieron tanto células cerebrales en cultivo (microglía BV2) como ratones a cloruro de manganeso en concentraciones que reflejan la contaminación ambiental del mundo real. Descubrieron que el manganeso activa la señalización cGAS-STING, que normalmente detecta DNA foráneo pero que resulta hiperactivada por los iones de manganeso. Esta activación incrementa drásticamente la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés) y al mismo tiempo agota los antioxidantes celulares como la glutatión peroxidasa y la superóxido dismutasa.

El estrés oxidativo desencadena dos vías diferenciadas de muerte celular. En primer lugar, la apoptosis se produce a través de la disfunción mitocondrial, con alteración de los cocientes de proteínas Bax/Bcl-2 y liberación de citocromo C. En segundo lugar, se desarrolla la ferroptosis —una forma de muerte celular dependiente del hierro— cuando las ROS alteran la homeostasis del hierro y agotan proteínas protectoras como GPX4 y SLC7A11. La microscopía electrónica de transmisión confirmó patrones característicos de daño celular en el tejido cerebral de ratón.

De manera crucial, los investigadores demostraron que bloquear la vía cGAS-STING (mediante células knockout) o neutralizar las ROS (con N-acetylcysteine) impedía ambos tipos de muerte celular. Esto sugiere múltiples puntos de intervención terapéutica para proteger frente a la neurotoxicidad del manganeso.

Estos hallazgos tienen relevancia inmediata para las poblaciones expuestas al manganeso a través de agua contaminada, contaminación atmosférica o entornos laborales. El estudio identifica biomarcadores específicos y posibles tratamientos, aunque aún se requiere validación clínica en humanos.