Prevención de la muerte celular en la enfermedad de Alzheimer

Los científicos esperan desarrollar un método para contrarrestar la muerte de las células nerviosas en la enfermedad de Alzheimer.

Un equipo dirigido por el profesor Bernd Reif de la Universidad Técnica de Munich, Alemania, examinó más de cerca las proteínas llamadas beta-amiloides que se agrupan para formar fibrillas largas, o ovillos, que causan la muerte de las células nerviosas a medida que avanza la enfermedad.

Para evitar que estas proteínas se agrupen, los científicos utilizaron pequeñas proteínas de choque térmico, otra familia de proteínas producidas por las células en condiciones de estrés. Se demostró en pruebas que estas proteínas de choque térmico se adhieren a las proteínas deformadas antes de que se agrupen y ayuden a restaurar su forma adecuada.

Los científicos utilizaron un procedimiento llamado espectroscopia de resonancia magnética nuclear de estado sólido (RMN de estado sólido) para identificar sitios en proteínas de choque térmico llamadas alfa-B-cristalina que se adhieren al beta-amiloide. Pero este proceso es difícil ya que la alfa-B-cristalina existe en varias formas diferentes que se intercambian permanentemente.

"Además, tiene un gran peso molecular", dijo Reif. "Estos factores hacen que el análisis de la estructura sea muy difícil".

Debido a que el proceso es tan desafiante, este es "el primer análisis de estructura directo de una proteína de choque térmico durante la interacción con un socio de enlace", según el equipo. A pesar de las dificultades, el equipo descubrió que además de evitar que los beta-amiloides formen fibrillas, las proteínas de choque térmico también “sellan” las fibrillas existentes para que no se acumulen más beta-amiloides.

Aunque el papel que juegan estas proteínas en las enfermedades neurodegenerativas aún no se ha definido, ya se están considerando como agentes en nuevos medicamentos. Esto representa un "nuevo campo de aplicación para este ayudante versátil", dice el equipo. Las proteínas de choque térmico pequeñas son "un nuevo enfoque prometedor que se puede implementar en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas", creen.

El equipo planea llevar a cabo más investigaciones sobre una región de alfa-B-cristalina que une tipos de proteínas que, a diferencia de la beta-amiloide, se agrupan de manera desordenada. Su trabajo se publica en la revista Naturaleza Biología Molecular Estructural.

Una proteína de choque térmico en particular, llamada proteína de choque térmico 70 (HSP70), ha sido el foco de muchos estudios. Un equipo de la Universidad de Qingdao en China revisó los hallazgos hasta la fecha. Dicen, "HSP70 atrae una gran atención en todo el mundo, porque juega un papel crucial en la prevención del plegamiento incorrecto de proteínas en la enfermedad de Alzheimer".

Explican que HSP70 está presente en casi todas las partes de la célula humana, donde protege las proteínas del plegamiento incorrecto y repara las proteínas dañadas. En pruebas de laboratorio, las células del cerebro que fueron programadas para producir HSP70 adicional no mostraron el plegamiento anormal de beta-amiloides que desencadena el Alzheimer.

Además, HSP70 ayuda a prevenir el aumento de la tasa de muerte de las células cerebrales que se observa en los tejidos post mortem de las personas con la enfermedad de Alzheimer. Este aumento de la muerte celular se debe a la acumulación de beta-amiloides y al estrés oxidativo. En general, hay dos formas principales en las que HSP70 podría usarse para tratar la enfermedad de Alzheimer: aumentando los niveles de HSP70 del propio cuerpo o aumentando la HSP70 a través de medicamentos.

Los expertos escriben: “Numerosos estudios han indicado que HSP70 podría suprimir la progresión de la enfermedad de Alzheimer. Por lo tanto, apuntar a HSP70 podría representar una estrategia prometedora para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer ".

Sin embargo, se deben superar algunas limitaciones antes de que las proteínas de choque térmico se puedan utilizar con los pacientes. Por ejemplo, los efectos de administrar HSP70 son impredecibles porque se desconoce la dosis adecuada.

“En general, se necesitarán más estudios para dilucidar completamente las funciones de HSP70 en la enfermedad de Alzheimer”, escribe el equipo de investigación de Qingdao. Pero, "Esto podría traer la esperanza de vencer eventualmente la enfermedad de Alzheimer".

Los expertos de la Universidad de Catania, Italia, están de acuerdo. El profesor Vittorio Calabrese y sus colegas afirman: “Como uno de los trastornos neurodegenerativos más importantes, la enfermedad de Alzheimer es un trastorno progresivo con deterioro cognitivo y de la memoria, pérdida del habla, cambios de personalidad y pérdida de sinapsis.

“Con la población cada vez más envejecida de los Estados Unidos, se prevé que la cantidad de pacientes con enfermedad de Alzheimer alcance los 14 millones a mediados del siglo XXI en ausencia de intervenciones efectivas. Esto representará una inmensa carga económica y personal para la gente de este país ”.

El equipo agrega que ahora hay pruebas sólidas que sugieren que factores como el metabolismo alterado de las proteínas son fundamentales para la enfermedad de Alzheimer. Creen que elevar los niveles de HSP70 es un enfoque potencialmente exitoso.

Los científicos de la Universidad de Nueva York están trabajando actualmente en las mejores formas de probar medicamentos para aumentar los niveles de HSP70 del cuerpo, con el fin de eliminar el beta-amiloide anormal. Informan que "los intentos de atacar algunas de estas proteínas de choque térmico hasta ahora no han tenido éxito, mientras que otras se encuentran actualmente en varias etapas de desarrollo".

Los esfuerzos para determinar el potencial de HSP70 incluyen una variedad de pruebas de laboratorio que utilizan cultivos de mamíferos, levaduras o bacterias. El equipo está trabajando para crear un método novedoso que pueda demostrar el efecto de HSP70, con el objetivo de identificar de manera eficiente la mejor formulación para ensayos clínicos en humanos.

Referencias

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