Científicos del CiQUS y de Houston avanzan en la detección temprana de las enfermedades de Parkinson y Alzheimer

Los amiloides son una familia de proteínas encargadas de distintas funciones biológicas, cuyo estudio resulta de especial dificultad. Aunque por lo general se encuentran en estado soluble, se sabe que en ciertas condiciones tienen tendencia a agruparse, dando lugar a estructuras fibrosas. Estas estructuras fibrilares, surgidas de la unión de largas cadenas de amiloides, son clave en el desarrollo de distintos trastornos y, de hecho, se han relacionado ya con la fase inicial de diferentes enfermedades neurodegenerativas –como el alzhéimer o el párkinson-.

Uno de los miembros más conocidos de esta familia es el beta-amiloide. Los científicos han estudiado ampliamente sus características en los últimos años, ya que la acumulación de esta proteína en ciertas regiones del cerebro es uno de los sellos distintivos de la enfermedad de Alzheimer. No en vano, existe una teoría conocida como la hipótesis de la cascada amiloide, que propone que la mera transición de las proteínas beta-amiloide desde su estado soluble hasta la nueva estructura en forma de fibras señala el principio de alzhéimer.

Entender el mecanismo de agregación de estas proteínas (o lo que es lo mismo, averiguar cómo, cuándo y por qué estas proteínas “deciden” agregarse) es uno de los principales objetivos de la investigación en el área. No obstante, el estudio de este fenómeno sigue siendo por ahora extremadamente complejo, debido principalmente al carácter dinámico del proceso: los primeros agregados (es decir, las primeras oligómeros o ‘cadenas de amiloides’ que surgen en los estadios iniciales de las patologías neurodegenerativas) son de muy pequeño tamaño y, por tanto, difíciles de detectar.

No están solas

La beta-amiloide no es la única proteína relacionada con las enfermedades neurodegenerativas: existe en el cerebro otra proteína soluble llamada alfa-sinucleína, cuya agregación también se ha relacionado con el comienzo de la enfermedad de Parkinson. Al igual que ocurre en el caso de los amiloides, los primeros oligómeros que se forman como consecuencia de la unión de la alfa-sinucleína son agregados poco estables y muy cambiantes, lo que los hace muy difíciles de detectar.

En la actualidad, los principales esfuerzos de investigación se centran en la detección de los primeros agrupamientos de ambas familias de proteínas; un objetivo prioritario y en absoluto menor, ya que podría conducir al diagnóstico temprano de estas enfermedades tan devastadoras.

Señales de alerta en fases tempranas

Hasta la fecha, la aproximación química para detectar el agrupamiento de proteínas amiloides en el cerebro se ha centrado en el uso de sensores basados en moléculas orgánicas fluorescentes (como la tioflavina), que aumentan su brillo al insertarse en la proteína acumulada. Sin embargo, estos sensores fluorescentes solo consiguen brillar con la intensidad idónea cuando la proteína se encuentra ya en un estado de agregación muy avanzado, mientras que los precursores de la patología (las fibras y los agrupamientos más pequeños) pasan inadvertidos.

Ahora, un equipo de investigadores del CiQUS (Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares de la Universidad de Santiago de Compostela) integrado por el Dr. Ghibom Bhak y el Dr. Javier Montenegro, en colaboración con la Universidad de Rice (Houston, Texas, EEUU) ha creado nuevos sensores metálicos fluorescentes para la detección temprana de las primeras agregaciones de proteínas vinculadas a las enfermedades de Alzheimer (beta-amiloide) y Parkinson (alfa-sinucleína).

Los nuevos compuestos de renio y rutenio se adhieren a los precursores de la enfermedad (los oligómeros amiloides) y, desde ahí, amplifican a nivel supramolecular una señal clave conocida como anisotropía de fluorescencia; este fenómeno físico, que se produce cuando la luz emitida varía en intensidad dependiendo de cuál sea su eje de polarización, permite detectar pequeños agregados de amiloides mucho antes de que se acumulen, evitando así un diagnóstico tardío en fases avanzadas de la enfermedad. El artículo es fruto de una colaboración internacional dirigida por el Profesor Ángel Martí en la Universidad de Rice (Houston), y acaba de ser publicado en la revista Journal of the American Chemical Society (JACS).

Para Javier Montenegro, líder del grupo del CiQUS que ha validado los nuevos compuestos sobre la proteína relacionada con el párkinson (la α-sinucleína), el valor de este trabajo es doble: «no solo presenta nuevos compuestos organometálicos para la detección temprana de los agregados de amiloides, sino que propone también una nueva aproximación conceptual para la detección del problema», afirma.

La nueva estrategia se sirve de una propiedad de los agregados que no había sido explorada hasta hoy, alentando así el potencial desarrollo de nuevos sensores y métodos entre la comunidad científica. Como apunta Javier Montenegro, «abordar este problema mediante la anisotropía de fluorescencia supone apostar por una nueva aproximación para el diagnóstico temprano, porque nos permite detectar mucho antes la formación de una anomalía que podría estar relacionada con condiciones patológicas muy importantes». @mundiario