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Descubrimiento clave para el Alzheimer y Parkinson
3 de diciembre de 2009
A nivel mundial el Alzheimer representa la causa más frecuente de demencia mientras que la enfermedad de Parkinson se constituye como la segunda enfermedad neurodegenerativa más frecuente, con una prevalencia del 2% en personas mayores de 60 años.
Tanto el Alzheimer como Parkinson son de naturaleza neurodegenerativa y tienen su origen en un proceso conocido como amiloidosis, mediante el cual se genera una agregación molecular que conlleva a desórdenes en el funcionamiento cerebral con consecuencias irreversibles y fatales.
Por lo tanto, estudiar el proceso de agregación de las proteínas vinculadas a las enfermedades de Alzheimer y Parkinson resulta estratégico para intervenir terapéuticamente en su desarrollo.
La estrategia utilizada por el grupo del doctor Claudio Fernández, del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario –IBR/Conicet- posibilitó la dilucidación de la forma tridimensional de la proteína y su identificación en las regiones que son críticas para su agregación molecular, evento que causa la muerte neuronal.
Cómo se produce la agregación molecular
El proceso de agregación molecular es un mecanismo por el cual ciertas macromoléculas biológicas (proteínas) dejan su estado soluble para agregarse o asociarse entre sí de manera ordenada originando formaciones insolubles.
Cuando este fenómeno ocurre a nivel cerebral, las formaciones insolubles se depositan en distintas zonas ocasionando la pérdida progresiva de neuronas y la aparición de la enfermedad.
En el caso particular de la enfermedad de Parkinson la molécula clave en el proceso de agregación es la proteína alfa sinucleina (a-sin). Las primeras evidencias al respecto surgieron en la última década, fruto del trabajo de científicos de los laboratorios más avanzados del mundo dedicados a genómica y proteómica.
El doctor Claudio Fernández inició parte de esos estudios en uno de los centros de investigación más prestigiosos a nivel internacional, el Instituto Max-Planck de Biofísica y Química de la ciudad de Göttingen, en Alemania.
De regreso al país en el año 2006, con el status de grupo asociado de la Sociedad Max-Planck y auspiciado por la Fundación Alexander von Humboldt de Alemania, creó el grupo de Neurobiología Estructural y dedicó su investigación científica al estudio de la estructura de la proteína a-sin y sus interacciones.
“Los estudios multidisciplinarios iniciados por el grupo de Neurobiología Estructural permitieron esclarecer aspectos fundamentales del mecanismo de agregación molecular de a-sin. En primer lugar, se identificó un sitio de la proteína que cumple un rol clave en dicho proceso y. a partir de esta información, se pudo diseñar y producir variantes de la proteína incapacitada de formar agregados moleculares”, explica el doctor Claudio Fernández.
En otras palabras, consiguieron inhibir racionalmente el proceso de agregación de la proteina a-sin. Mediante la selección de compuestos químicos que al interaccionar con esa región clave de la proteína impiden su proceso de agregación, observaron que su uso atenuó significativamente el daño y/o muerte neuronal causado por a-sin.
Así, los científicos dilucidaron no sólo el mecanismo de acción de estos compuestos, aspecto desconocido hasta la fecha, sino que identificaron la naturaleza de las interacciones que direccionan su efecto inhibidor, un conocimiento clave para avanzar en el diseño racional de fármacos.
El trabajo ha tenido un alto impacto en la comunidad científica internacional y aparecerá publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, una de las de mayor prestigio mundial.
Resultados promisorios
Ahora se conoce no sólo la forma tridimensional de la proteína y cómo la agrega, sino que se ha identificado una región clave en la proteína sobre la cual se puede actuar para prevenir sus consecuencias fatales.
Por primera vez se dispone de bases concretas para avanzar en el diseño racional de fármacos y en un esquema terapéutico para el tratamiento y prevención de la enfermedad de Parkinson.
Los trabajos sobre la proteína a-sin y su agregación se realizaron haciendo uso de una técnica de espectroscopía denominada Resonancia Magnética Nuclear (RMN), único método de análisis que posibilita conocer la estructura tridimensional de esta proteína, ya que ésta posee ciertas características que dificultan su estudio por otras metodologías.
La técnica de Resonancia Magnética Nuclear aplicada al estudio de proteínas, por la que fuera galardonado el Dr. Kurt Wüthrich con el Premio Nobel de Química en el año 2002, combina la física teórica, matemáticas y computación con la biología, y permite determinar la forma de las proteínas y comprender su función en las células.
El laboratorio donde el grupo de Neurobiología Estructural desarrolla su actividad científica cuenta desde el año 2006 con un equipo de Resonancia Magnética Nuclear de alta resolución, siendo el único laboratorio con estas características en el país. La creación del laboratorio de Resonancia Magnética Nuclear contó con apoyo nacional a cargo de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica y Conicet (PME2003-2006). Dicho laboratorio se encuentra ubicado en las instalaciones del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR), en el centro científico tecnológico CCT-Rosario /Conicet.