MADRID, 20 May. (EUROPA PRESS) -
Para entender mejor los orígenes del Parkinson, investigadores de la Facultad de Medicina de Penn State, en Estados Unidos, y la Universidad Hebrea de Jerusalén, en Israel, han desarrollado un enfoque integrador, combinando métodos experimentales y computacionales, para entender cómo las proteínas individuales pueden formar agregados dañinos, o agrupaciones, que se sabe que contribuyen al desarrollo de la enfermedad.
Los investigadores afirman en un artículo publicado en la revista 'Structure' que sus hallazgos podrían orientar el desarrollo de nuevas terapias para retrasar o incluso detener la progresión de las enfermedades neurodegenerativas.
La alfa-sinucleína es una proteína que ayuda a regular la liberación de neurotransmisores en el cerebro y se encuentra en las neuronas. Existe como una sola unidad, pero suele unirse a otras unidades para realizar funciones celulares. Cuando se combinan demasiadas unidades, puede dar lugar a la formación de cuerpos de Lewy, asociados a enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson y la demencia.
Aunque los investigadores saben que los agregados de esta proteína causan enfermedades, no se conoce bien cómo se forman. La alfa-sinucleína es altamente desordenada, lo que significa que existe como un conjunto de diferentes conformaciones, o formas, en lugar de una estructura 3D bien plegada.
Esta característica hace que la proteína sea difícil de estudiar con las técnicas de laboratorio habituales, pero el equipo de investigación utilizó ordenadores junto con experimentos de vanguardia para predecir y estudiar las diferentes conformaciones en las que se puede plegar.
"La biología computacional nos permite estudiar cómo las fuerzas internas y externas a una proteína pueden actuar sobre ella", explica Nikolay Dokholyan, profesor de farmacología de la Facultad de Medicina e investigador del Instituto del Cáncer de Penn State.
"Mediante experimentos realizados en el laboratorio del profesor Eitan Lerner en el Departamento de Química Biológica de la Universidad Hebrea de Jerusalén, una serie de algoritmos da cuenta de las fuerzas efectivas que actúan en y sobre una proteína específica y puede identificar las distintas conformaciones que adoptará en función de esas fuerzas --añade--. Esto nos permite estudiar las conformaciones de la alfa-sinucleína de una forma que, de otro modo, sería difícil de identificar sólo con estudios experimentales".
Los investigadores utilizaron datos de experimentos anteriores para programar la dinámica molecular de la proteína en sus cálculos. Sus experimentos revelaron el conjunto conformacional de la alfa-sinucleína, que es una serie de formas diferentes que la proteína puede adoptar.
Mediante experimentos de vanguardia, descubrieron que algunas formas de la alfa-sinucleína son sorprendentemente estables y duran más de milisegundos. Dijeron que esto es mucho más lento que las estimaciones de una proteína desordenada que cambia constantemente de conformación.
"Los conocimientos previos mostraban que esta proteína con forma de espagueti sufriría cambios de estructura en microsegundos --apunta Lerner--. Nuestros resultados indican que la alfa-sinucleína es estable en algunas conformaciones durante milisegundos, más lento de lo que se estimaba anteriormente".
"Creemos que hemos identificado formas estables de la alfa-sinucleína que le permiten formar complejos consigo misma y con otras biomoléculas --señala Jiaxing Chen, estudiante de posgrado de la Facultad de Medicina--. Esto abre posibilidades para el desarrollo de fármacos que puedan regular la función de esta proteína".
La coautora principal de Chen, Sofia Zaer, junto con sus colegas de la Universidad Hebrea, utilizaron una serie de técnicas experimentales para verificar que la alfa-sinucleína podía plegarse en las formas estables que predecía la simulación. El equipo de investigación continúa estudiando estas conformaciones estables, así como todo el proceso de agregación de la alfa-sinucleína en el contexto de la enfermedad de Parkinson.
"La información de nuestro estudio podría utilizarse para desarrollar pequeñas moléculas reguladoras de la actividad de la alfa-sinucleína --asegura Lerner--. Los fármacos que previenen la agregación de la proteína y mejoran su función neurofisiológica normal podrían interferir con el desarrollo y la progresión de las enfermedades neurodegenerativas".
