El reemplazo de la microglía enferma rescata neuronas en un modelo murino de la enfermedad de Sandhoff

La enfermedad de Sandhoff es un trastorno neurodegenerativo lisosomal de almacenamiento (LSD) raro pero letal para el que no existe cura aprobada. Se produce por mutaciones en el gen *Hexb*, que codifica la subunidad β de la enzima β-hexosaminidasa, responsable de degradar los gangliósidos GM2 y glucolípidos relacionados. Sin esta enzima, los sustratos tóxicos se acumulan, desencadenando una neuroinflamación progresiva y una apoptosis neuronal masiva, lo que provoca la muerte en humanos antes de los cuatro años y en modelos murinos entre las 18 y las 20 semanas. Un enigma persistente ha sido por qué la alteración de un gen expresado casi exclusivamente en la microglía —las células inmunitarias del cerebro— conduce principalmente a la muerte neuronal.

Para investigar esta paradoja, los investigadores realizaron primero una transcriptómica espacial de alta resolución (Nanostring CosMx, panel de 1.000 genes, ~196.500 células procedentes de 6 cerebros) en cerebros de ratones de tipo salvaje y ratones con knockout de *Hexb* (*Hexb*-/-) a las 16 semanas. Confirmaron que la expresión de *Hexb* en el SNC es específica de células mieloides y descubrieron que las células con mayor alteración transcripcional en la enfermedad de Sandhoff eran los grupos mieloides y múltiples subtipos neuronales, con una marcada regulación al alza de genes relacionados con la apoptosis en las neuronas. Las neuronas excitadoras mostraron las puntuaciones acumuladas más altas de genes expresados diferencialmente, lo que confirma que la pérdida de una enzima microglial produce profundas consecuencias moleculares en las neuronas.

Para explicar mecánicamente esta conexión, el equipo realizó experimentos con medios condicionados y cocultivos. Demostraron que la microglía secreta activamente la proteína Hexβ enzimáticamente activa al espacio extracelular, y que las neuronas captan esta enzima secretada y la dirigen directamente a su compartimento lisosomal. El bloqueo del receptor de manosa-6-fosfato (M6PR) —una vía canónica para la captación de enzimas lisosomales— redujo significativamente la internalización neuronal de Hexβ, lo que apunta a la endocitosis mediada por M6PR como el mecanismo de captación principal.

A partir de este hallazgo mecanístico, los autores evaluaron si restaurar el aporte de Hexβ al cerebro mediante la sustitución de la microglía enferma podría revertir la enfermedad. Combinaron el trasplante de médula ósea (BMT) basado en busulfán con la inhibición farmacológica de CSF1R (PLX5622) —una estrategia que previamente había demostrado lograr una sustitución del 70–99% de la microglía cerebral por células mieloides derivadas de la médula ósea del donante—. Los ratones *Hexb*-/- tratados con BMT + CSF1Ri mostraron mejoras notables: restauración de la expresión génica de *Hexb* y de la actividad enzimática, eliminación de la acumulación de gangliósidos GM2 y sustratos de glucoproteínas (confirmada por espectrometría de masas), reversión de las firmas génicas apoptóticas en las neuronas, normalización del tamaño lisosomal neuronal y de la vacuolización, y mejoras significativas en el rendimiento motor y conductual en comparación con los controles *Hexb*-/- no tratados. Cabe destacar que el BMT por sí solo (sin CSF1Ri) fue insuficiente para replicar estos beneficios en el SNC, lo que subraya la necesidad de lograr una sustitución microglial robusta en lugar de un injerto parcial.

Estos hallazgos resuelven una pregunta biológica fundamental —cómo la deficiencia de una enzima mieloide provoca enfermedad neuronal— y posicionan la sustitución microglial mediante BMT + CSF1Ri como una estrategia terapéutica prometedora para la enfermedad de Sandhoff y potencialmente para otros LSD del SNC. El estudio también plantea implicaciones más amplias para comprender la transferencia de enzimas de la microglía a las neuronas como un mecanismo fisiológico de homeostasis lisosomal en el cerebro sano.