Alzheimer, Parkinson, esclerosis múltiple, diabetes tipo 2… Los científicos estiman que alrededor de 300 enfermedades son causadas por proteínas que no se pliegan como debe ser, un cambio en su estructura tridimensional las hace ineficaces. Sin embargo, el papel de las proteínas chaperonass para asegurar la correcta maduración, y por lo tanto la buena conformación espacial, los péptidos celulares.
Pero en el mundo real, las cosas no siempre funcionan como deberían. A veces, las proteínas, deformadas, ya no ofrecen la función, resultando en muchas implicaciones para todos los procesos en los que juega un papel fundamental. A veces, se forman grupos agregados y perjudiciales, como los beta-amiloides de las placas seniles en la enfermedad de Alzheimer.
La investigación se organiza y los investigadores de la Northwestern University en Nueva York acaban de publicar dos estudios que se abren diferentes formas de contrarrestar esta mala conformación de las proteínas. Cada uno de estos estudios han tardado tres años en completarse. “Los robots han sido utilizados tanto para reducir la carga del trabajo a realizar en una escala masiva, pero también para proporcionar una mayor precisión“, confiesa Richard Morimoto, del último autor del estudio.
Diecinueve mil genes uno a uno
El primero, publicado en PLoS Genetics, se llevó a cabo en el gusano Caenorhabditis elegans, de uso frecuente debido a que comparte con nosotros toda una serie de mecanismos biológicos y conocemos su genoma completo.
Investigadores de los EE.UU. han probado los 19.000 genes del nematodo desactivando uno a uno para ver lo que podría proteger las células de la proteína y la agregación del péptido defectuoso. Fueron capaces de encontrar alrededor de 150 fracciones cromosómicas implicadas. Un número considerable.
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| El gusano C. elegans se utiliza a menudo en el laboratorio, incluyendo un intento de entender el desarrollo embrionario o el envejecimiento celular. © Plos One |
Ahondando en sus investigaciones, nueve genes forman el lote completo. Juntos forman una red que preserva las células sanas. Entre ellos, cinco inducen la síntesis de proteínas chaperonas. Richard Morimoto señala que “centrarse en la acción en 9 genes en lugar de en 150 genes hace que sea mucho más asequible.”
Casi un millón de candidatos, treinta recibido
El estudio publicado en Nature Chemical Biology es todavía más minucioso y paciente. En esta ocasión, alrededor de 900.000 moléculas pasaron por pruebas de detección con el mismo objetivo: ver cuales mantenían la buena salud de las células, en esta ocasión, haciendo las pruebas in vitro en tejidos humanos.
El estudio halló que siete clases de componentes, ordenados de acuerdo a su estructura molecular, que promueven la síntesis eficiente de proteínas chaperonas. Estas moléculas fueron llamadas “reguladores de proteostasis“, un neologismo que se refiere a la homeostasis (la homogeneidad de un sistema biológico) del proteoma (todas las proteínas).
Si bien todos los mecanismos no están bien aclaradas, se encontraron con que estos compuestos reducen la agregación de proteínas específicas y evitan la mala conformación espacial de las proteínas.
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| Para ser funcional, una proteína debe tener una estructura tridimensional precisa. Por ejemplo, la mioglobina se muestra aquí en 3D, es responsable de transportar el oxígeno en el músculo, al igual que la hemoglobina en la sangre. Si es distorsionada, ya no puede acomodar el oxígeno y los efectos se hacen sentir rápidamente. © Asa Thoth, DP |
Entre estos reguladores de la proteostasis, los autores hablan de treinta moléculas, más o menos activas, algunas de los cuales podría decir que es un día de los candidatos serios para el desarrollo de fármacos.
Esta tarea de enormes proporciones ha producido resultados que serán utilizados por investigadores de todo el mundo. Sin embargo, no obstante, debemos moderar el entusiasmo por este tipo de descubrimiento. Si, efectivamente, C. elegans es un modelo de elección, el hecho es que las precauciones son necesarias antes de extrapolar conclusiones a los seres humanos. Por otro lado, el segundo estudio se llevó a cabo in vitro, podemos esperar sorpresas en vivo, porque la transición de uno a otro está lejos de ser sistemática. Así que no esperemos que mañana aparezca ni un solo tratamiento, ni mucho menos que puedan curar las 300 patologías a las que hace referencia el título de este post.
Más información
- A Genetic Screening Strategy Identifies Novel Regulators of the Proteostasis Network
- Small-molecule proteostasis regulators for protein conformational diseases
Vía: Kerchak (Revista online de ciencia, tecnología, historia, salud y medio ambiente)
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