¿Qué provoca la muerte de las neuronas en el cerebro de personas con Alzheimer? Aunque la respuesta es aún un misterio, varios estudios apuntan a la neurotoxicidad generada por la interacción de la proteína beta amiloide con la membrana de las neuronas. Ahora, científicos del IRB Barcelona describen por primera vez cómo preparar un agregado de proteína beta amiloide con habilidad para perforar la membrana celular, alterar el equilibrio celular e inducir su muerte.
El cerebro de millones de personas con Alzheimer se va vaciando de neuronas lentamente de forma ineludible. Sin embargo, qué provoca la muerte de las neuronas es aún una incógnita. Diversos estudios proponen que la interacción de la proteína beta amiloide con la membrana de las neuronas provoca neurotoxicidad.
Un estudio del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), liderado por la investigadora asociada, Natàlia Carulla, en colaboración con científicos de la Universidad de Lovaina (Bélgica), de Groninga (Holanda), y de los Servicios Científico-Técnicos de la Universidad de Barcelona presenta por primera vez una estrategia para obtener agregados de beta amiloide asociados a membrana que adoptan una estructura específica de barril.
Este tipo de estructura –que también tienen otras proteínas de la naturaleza–, tiene la capacidad de formar poros en las membranas de las células. El descubrimiento, trasladado al contexto de Alzheimer, sugiere que el agregado también podría perforar las membranas de las neuronas, alterarles el equilibrio celular e inducir su muerte.
La descripción de estos agregados con forma de barril en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) es un primer paso necesario para poder comprobar si son tóxicos en neuronas y si están implicados en Alzheimer para validarlos como nueva diana terapéutica. Los científicos han realizado este hallazgo estudiando en el laboratorio la proteína beta amiloide en modelos simplificados de membranas.
Cerco a la beta amiloide
La doctora Carulla desarrolla en el Laboratorio de Péptidos y Proteínas métodos para identificar la naturaleza y estructura de las especies tóxicas de beta amiloide. “Todo el mundo habla de la importancia de los oligómeros (agregaciones de unidades de la misma proteína) de beta amiloide y su contribución en Alzheimer pero si no sabemos sus características estructurales no sabemos qué buscar y, por lo tanto, no se puede validar ni demostrar nada”, explica Carulla.
“No sabemos si esta especie es neurotóxica pero gracias al hecho de que adopta una estructura específica de barril podremos estudiarla en el contexto de la enfermedad porque sabremos qué buscar”, explican Montserrat Serra-Batiste y Martí Ninot-Pedrosa del IRB Barcelona, primer y segundo firmantes del artículo, respectivamente.
Los próximos pasos son obtener la estructura del oligómero en tres dimensiones y diseñar anticuerpos específicos que se le unan. De este modo, estudiarán la función en neuronas de pacientes de Alzheimer en cultivo. Serán experimentos decisivos para validar dicho agregado de beta amiloide como diana terapéutica.
Referencia bibliográfica:
Montserrat Serra-Batiste, Martí Ninot-Pedrosa, Mariam Bayoumi, Margarida Gairí, Giovanni Maglia, and Natàlia Carulla. "Aβ42 assembles into specific β-barrel pore-forming oligomers in membrane-mimicking environments" PNAS (2016) doi: http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1605104113
La línea de trabajo de Natàlia Carulla cuenta con una ayuda de La Marató de TV3 otorgada en 2014 y el apoyo del Plan Nacional y fondos FEDER del Ministerio de Economía y Competitividad.
Más de 40 artículos en las distintas revistas del grupo Nature presentan hoy los resultados parciales del ambicioso proyecto de mapear los 37 200 millones de estas unidades fundamentales de la vida. Una tarea compleja que requiere combinar técnicas de genómica e inteligencia artificial para estudiar con gran resolución las firmas moleculares de un amplio abanico de células, como las que forman la placenta.
La relación entre la contaminación del aire y el aumento del riesgo de desarrollar esta patología y otras demencias no es nueva. Un nuevo trabajo pretende revelar por qué las partículas finas (PM2.5) han sido vinculadas con cambios negativos en la salud cerebral.
