A pesar de que son objeto de investigación constante por parte de expertos de todo el mundo, el origen de la inmensa mayoría de las enfermedades neurodegenerativas sigue siendo un misterio. Además, algunas de las más importantes y que afectan a un mayor número de personas, como la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) o el alzhéimer, pueden llegar a tener un impacto muy significativo en la economía mundial, por lo que resulta clave seguir indagando en sus causas y fomentar la prevención de estas enfermedades.
A esto es a lo que se ha dedicado recientemente un grupo de investigación formado por expertos de la Universidad Complutense de Madrid, Universidad Politécnica de Madrid y Universidad de Cambridge. Así, partiendo de la base de que una de las hipótesis más extendidas sobre el origen de estas enfermedades neurodegenerativas radica en la acumulación de proteínas ricas en aminoácidos aromáticos (LARKS), han logrado simular molecularmente, con éxito, su eliminación.
Dicha hipótesis está basada en que proteínas como Aβ3, FUS o TDP-43 han sido encontradas en pacientes con enfermedades como alzhéimer, ELA o demencia frontotemporal. Por ello, el desarrollo de fármacos para tratar estas enfermedades se ha centrado en intentar reducir la concentración de proteínas, que inducen la formación de estructuras en forma de láminas β y fibras de amiloide.
“Simplemente reordenando algunos dominios de la secuencia, se logró inhibir la agregación de esta proteína”
Para lograr esta eliminación de proteínas mediante simulación computacional, los investigadores han diseñado un algoritmo dinámico que emula la formación de agregados de proteínas encontrados en pacientes con ELA. Gracias a ello, han podido investigar primero el mecanismo molecular dominante.
Después, utilizando el mismo algoritmo, diseñaron distintas secuencias de proteínas, ubicando las regiones susceptibles de formar agregados (LARKS) tanto en los extremos como en el centro de la proteína. Encontraron entonces que la mayor cantidad de agregados se producía en los extremos, y centraron su investigación en la proteína FUS, asociada al ELA y a la demencia frontotemporal.
“Simplemente reordenando algunos dominios de la secuencia, se logró inhibir la agregación de esta proteína”, informa la Universidad Complutense en un comunicado. “En conjunto, el trabajo propone, desde una perspectiva molecular y mecanicista, nuevas estrategias para el diseño de proteínas que evitan la formación de agregados patológicos”, añade.
“Es fundamental comprender el mecanismo molecular de estos agregados para poder diseñar fármacos y tratamientos adecuados para la cura de enfermedades neurodegenerativas"
Los autores de la investigación, publicada en la revista Advanced Science, son Samuel Blázquez (Prof. Ayudante de la UCM); Jorge R. Espinosa (Ramón y Cajal de la UCM e Investigador de la Universidad de Cambridge); Andrés R. Tejedor (Doctor por la UPM e Investigador de la Universidad de Cambridge); Jorge Ramírez (Catedrático de la UPM) y María M. Conde (Prof. Titular de la UPM).
“Es fundamental comprender el mecanismo molecular de nucleación, crecimiento, y envejecimiento de estos agregados para poder diseñar fármacos y tratamientos adecuados para la cura de enfermedades neurodegenerativas”, destaca Blázquez.
El siguiente paso de esta investigación conjunta es estudiar la presencia de otras mutaciones o reordenamientos similares en esta misma proteína, así como si otras proteínas también asociadas a enfermedades neurodegenerativas son capaces de suprimir las estructuras en formas de láminas β.
MÁS AVANCES SOBRE EL ALZHÉIMER
Otro importante avance en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, en este caso el alzhéimer -al que históricamente se le asocia la proteína beta amiloide-, fue dado a conocer recientemente por el Massachusetts Institute of Technology (MIT). Sus investigadores han desarrollado la molécula A11, que logra reducir la inflamación del cerebro debido al deterioro de las neuronas.
"Dado que la molécula A11 actúa a través de un mecanismo distinto al de las terapias existentes para la enfermedad de Alzheimer, esta podría usarse solo en combinación con terapias aprobadas para proporcionar mejores opciones de tratamiento para las enfermedades neurodegenerativas", señalaron los autores de la investigación.