Investigadores de la Universidad Estatal de Oregon han logrado observar en tiempo real un proceso químico relacionado con la enfermedad de Alzheimer, lo que podría abrir el camino a nuevos y mejores diseños de fármacos.
El equipo de investigación, liderado por Marilyn Rampersad Mackiewicz, profesora asociada de química en la Facultad de Ciencias de la OSU, utilizó una técnica de medición molecular para observar en laboratorio cómo ciertos metales pueden promover la acumulación de proteínas que conducen a la obstrucción de las vías neuronales asociadas con el Alzheimer.
Los hallazgos, publicados en ACS Omega, también mostraron cómo las moléculas conocidas como quelantes pueden interrumpir o revertir esta acumulación.
La enfermedad de Alzheimer es la forma más común de demencia, una condición crónica que afecta la función cognitiva y a un gran número de adultos mayores y sus familias. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, es la sexta causa principal de muerte en personas mayores de 65 años.
En pacientes con Alzheimer, las acumulaciones de proteínas beta-amiloides interrumpen la capacidad de las células cerebrales para comunicarse entre sí. El cerebro necesita ciertos metales para funcionar correctamente, pero surgen problemas cuando estos metales están presentes en cantidades desequilibradas.
“Un exceso de ciertos iones metálicos, como el cobre, puede interactuar con las proteínas beta-amiloides de manera que conduzca a su agregación. Sin embargo, la mayoría de los experimentos solo han mostrado el resultado final, no las interacciones y el proceso de agregación en sí”, explicó Mackiewicz. “Hemos desarrollado un método que nos permite observar esas interacciones en vivo, segundo a segundo, y medir directamente cómo diferentes moléculas las interrumpen o revierten. Esto cambia la pregunta de ‘¿funciona algo?’ a ‘¿cómo funciona y cuándo?’”
Un quelante, cuyo nombre proviene del griego para “garra”, es un tipo de molécula capaz de unirse a los iones metálicos como si los sujetara firmemente.
Uno de los quelantes estudiados demostró, mediante una técnica conocida como anisotropía de fluorescencia, ser eficaz para capturar iones metálicos, pero de forma no selectiva, es decir, no diferenciaba entre los tipos de metales que promueven la agregación de beta-amiloides y los que no.
Sin embargo, los científicos observaron que el otro quelante mostraba una fuerte capacidad para capturar selectivamente los iones de cobre que se cree que son un factor en la enfermedad de Alzheimer.
“Este tipo de información en tiempo real sobre cómo se forman y descomponen las agregaciones de proteínas es importante para diseñar mejores tratamientos y comprender por qué algunos enfoques químicos ampliamente utilizados pueden no comportarse como asumimos”, señaló Mackiewicz. “El Alzheimer afecta a millones de familias y, aunque los tratamientos clínicos basados en este trabajo aún están a años de distancia, descubrimientos como este pueden ofrecer una esperanza genuina: con una focalización correcta, algunos de los daños cerebrales podrían ser reversibles.”
La investigación fue posible gracias al apoyo del programa SURE Science de la Facultad de Ciencias y de los donantes Julie y William Reiersgaard, lo que permitió las contribuciones de los estudiantes universitarios Alyssa Schroeder de la OSU y Eleanor Adams, Dane Frost, Erica Lopez y Jennie Giacomini de la Universidad Estatal de Portland.
Mackiewicz indicó que el siguiente paso es realizar pruebas en sistemas biológicos más complejos, incluidos modelos celulares y preclínicos.
“Muchos tratamientos potenciales para el Alzheimer fracasan debido a una comprensión incompleta de cómo se produce la agregación de la proteína beta-amiloide”, afirmó. “Al observar y cuantificar directamente estas interacciones, nuestro trabajo proporciona una hoja de ruta para crear terapias más eficaces.”
