La interacción de la proteína beta amiloide en Alzheimer

La beta amiloide está fuertemente asociada a Alzheimer; queda por revelar su contribución. Muestra de cerebro de ratón que sobreexpresa beta amiloide. En azul, núcleos neuronales. En verde, algunas placas de beta amiloide (E.Verdaguer/S.Brox)

Descubren una nueva estrategia para obtener agregados de beta amiloide que podrían causar muerte neuronal en Alzheimer

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Científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) –con sede  en el Parc Científic de Barcelona (PCB)– en colaboración con investigadores de los Centros Científicos y Tecnológicos de la Universitat de Barcelona (CCiTUB) –ubicados también en el PCB–, de la Universidad de Lovaina (Bélgica) y de la Universidad de Groningen (Holanda) presentan por primera vez una estrategia para obtener agregados de beta amiloide con la habilidad de perforar la membrana celular. El descubrimiento, trasladado al contexto de Alzheimer, hace pensar que los agregados también podría agujerear las membranas de las neuronas, alterar el equilibrio celular e inducir su muerte.

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La descripción de estos agregados con forma de barril es un primer paso necesario para poder comprobar si son tóxicos en neuronas

IMIM / El cerebro de millones de personas con Alzheimer se va vaciando de neuronas lentamente de forma ineludible. Sin embargo, qué provoca la muerte de las neuronas es aún una incógnita. Diversos estudios proponen que la interacción de la proteína beta amiloide con la membrana de las neuronas provoca neurotoxicidad.

En el estudio, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), se describe por primera vez una estrategia para obtener agregados de beta amiloide asociados a membrana que adoptan una estructura específica de barril. Este tipo de estructura –que también tienen otras proteínas de la naturaleza-, tiene la capacidad de formar poros en las membranas de las células. La descripción de estos agregados con forma de barril es un primer paso necesario para poder comprobar si son tóxicos en neuronas y si están implicados en Alzheimer para validarlos como nueva diana terapéutica. Los científicos han realizado este hallazgo estudiando en el laboratorio la proteína beta amiloide en modelos simplificados de membranas.

Diagrama de la estructura en forma de barril presumiblemente adoptada por agregados de beta amiloide en la membrana celular de neuronas (Natàlia Carulla, IRB Barcelona)
Diagrama de la estructura en forma de barril presumiblemente adoptada por agregados de beta amiloide en la membrana celular de neuronas (Natàlia Carulla, IRB Barcelona)

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Los próximos pasos son obtener la estructura del oligómero en tres dimensiones y diseñar anticuerpos específicos que se le unan

El trabajo ha esta liderado por Natàlia Carulla, investigadora asociada en el Laboratorio de Péptidos y Proteínas del IRB Barcelona, donde desarrolla métodos para identificar la naturaleza y estructura de las especies tóxicas de beta amiloide. “Todo el mundo habla de la importancia de los oligómeros (agregaciones de unidades de la misma proteína) de beta amiloide y su contribución en Alzheimer pero si no sabemos sus características estructurales no sabemos qué buscar y, por lo tanto, no se puede validar ni demostrar nada”, explica Carulla.

Los próximos pasos son obtener la estructura del oligómero en tres dimensiones y diseñar anticuerpos específicos que se le unan. De este modo, estudiarán la función en neuronas de pacientes de Alzheimer en cultivo. Serán experimentos decisivos para validar dicho agregado de beta amiloide como diana terapéutica.

La línea de trabajo de Natàlia Carulla cuenta con una ayuda de La Marató de TV3 otorgada en 2014 y el apoyo del Plan Nacional y fondos FEDER del Ministerio de Economía y Competitividad.

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Artículo de referencia:

Montserrat Serra-Batiste, Martí Ninot-Pedrosa, Mariam Bayoumi, Margarida Gairí, Giovanni Maglia, and Natàlia Carulla. “Aβ42 assembles into specific β-barrel pore-forming oligomers in membrane-mimicking environments”. PNAS (2016) Doi: http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1605104113

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