Una de las mayores dificultades para tratar la enfermedad de Parkinson, un trastorno neurodegenerativo progresivo, es comprender cuándo comienza. Ahora, un estudio publicado en Biología de las comunicaciones por investigadores de la Universidad Federal de Río de Janeiro, Brasil, y la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia, EE. UU., Puede ayudar a aclarar ese enigma. Por primera vez, los científicos observaron cómo las variantes de la proteína alfa asociada a la enfermedad de Parkinson-sinucleína cambia con el tiempo y fueron capaces de identificar las etapas iniciales de los agregados de proteínas vinculados a la aparición temprana de casos familiares de la enfermedad.
La caracterización de estas estructuras y su organización es fundamental para identificar las primeras etapas de la enfermedad. Ya se sabe que la degeneración de las neuronas que conduce a la aparición de síntomas como los temblores está vinculada a los agregados de alfa-sinucleína, también llamados amiloidesfilamentos, en el cerebro. Antes de formar tales filamentos, las proteínas se someten a una etapa intermedia, los oligómeros, que también están presentes en el cerebro de los pacientes con Parkinson. Sin embargo, no hay consenso sobre qué mecanismos desencadenan la agregación, la pérdida de células neuronales y la degeneración,ni cuán tóxicos son los agregados y los oligómeros para las células. Eso es lo que el estudio intenta entender.
"Una persona desarrolla la enfermedad de Parkinson a lo largo de su vida. La conversión de una etapa de proteína a otra se lleva a cabo lentamente. Las estructuras intermedias y los agregados amiloides se acumulan con el tiempo en el cerebro. Hasta ahora, no sabemos qué especies causanlos síntomas y la toxicidad para las células ", explica el autor principal de la investigación, Guilherme AP de Oliveira, investigador de la Universidad de Virginia y profesor de la UFRJ." Si entendemos las especies de proteínas que se forman durante las primeras etapas de la conversión de la enfermedad, podemosproponer nuevas terapias para la detección de enfermedades antes de que aparezcan los síntomas ", agrega.
Durante el estudio, los científicos compararon la conversión de cuatro variantes de alfa-sinucleína a lo largo del tiempo, tres de ellas vinculadas a casos tempranos de la enfermedad y el tipo salvaje, presente en casos de envejecimiento. Luego, observaron diferencias significativas en elLos procesos de agregación de cada proteína y descubrieron que los oligómeros se desarrollan a un ritmo mucho mayor en los casos de inicio temprano que en los casos de Parkinson que envejecen. Estos resultados pueden explicar el inicio temprano de los síntomas en pacientes con estas variantes.
Los investigadores también encontraron evidencia de qué especies de proteínas son importantes para el crecimiento de los filamentos amiloides. Además, observaron que los filamentos tienen estructuras distintas dependiendo de la mutación de la proteína de la que se originan ". Lo más interesante es que no solo los pasos iniciales de asociaciónson diferentes, pero también algunos filamentos maduros de casos hereditarios. Estos filamentos pueden torcerse de manera diferente según la mutación presente ", explica Jerson Lima Silva, segundo coautor y profesor de la UFRJ.
Para realizar el estudio, los investigadores utilizaron técnicas de bioimagen de vanguardia. Primero, utilizaron una sonda fluorescente que les permitió visualizar cada paso de asociación de proteínas a lo largo del tiempo. Los investigadores optimizaron las condiciones en el laboratorio húmedo para detectar estructuras que no se mostraban previamentedurante el curso de la asociación de alfa-sinucleína. Normalmente, la sonda permite a los científicos ver solo dos etapas: oscura, cuando no hay agregación, y luz, cuando hay agregación. Creando las condiciones adecuadas, Oliveira y Silva lograron manejar la luminosidadpasos y, por lo tanto, observar las especies intermedias que participan en la asociación de alfa-sinucleína, que no aparecería en otras circunstancias.
El uso de la microscopía crioelectrónica, una técnica otorgada con el Premio Nobel de Química 2017, también fue importante para el estudio. Al permitir la visualización de biomoléculas a una resolución casi atómica, los científicos observaron la organización estructural de los filamentos amiloidesSegún Oliveira, la posibilidad de ver tales estructuras contribuye al desarrollo de nuevos tratamientos contra la enfermedad. "Al congelar estas muestras y obtener imágenes avanzadas de microscopio electrónico, podemos comprender mejor estas asociaciones de proteínas incorrectas en su entorno nativo ymaneras de evitar su formación. Me alegra que Brasil ahora esté haciendo parte de esta empresa de ciencia y tecnología ", celebra.
La investigación fue apoyada por Pew Charitable Trusts to 'de Oliveira', así como por la Fundación Carlos Chagas Filho para Apoyo a la Investigación en el Estado de Río de Janeiro FAPERJ, el Consejo Nacional para el Desarrollo Científico y Tecnológico CNPqy el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología para Biología Estructural y Bioimagen INBEB.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Nacional de Ciencia e Tecnología de Biología Estrutural e Bioimagen INBEB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :