PUBLICADO EN 'NATURE CHEMICAL BIOLOGY'
Hallan a partir de qué nivel la proteína vinculada al párkinson promueve la enfermedad
JANO.es · 03 febrero 2015 00:04
Un estudio sugiere que la probabilidad de que un individuo desarrolle la dolencia está relacionada con un delicado equilibrio entre la proteína alfa-sinucleína y el número de vesículas sinápticas en el cerebro.
Investigadores de la Universidad de Cambridge han cuantificado a partir de qué umbral la proteína alfa-sinucleína favorece el desarrollo de la enfermedad de Parkinson. Una vez que se supera ese umbral, las probabilidades de que las proteínas alfa-sinucleína se unan en estructuras potencialmente tóxicas son mucho más elevadas. Este proceso, conocido como nucleación, es el primer paso en la cadena de eventos que, según creen los científicos, conduce al párkinson.
Los resultados suponen un paso importante hacia la comprensión de cómo y por qué las personas desarrollan la enfermedad. La doctora Celine Galvagnion, investigadora asociada en la Facultad de St. John, de la Universidad de Cambridge, y autora principal del estudio, señala: "Encontrar una cura para el párkinson depende de nuestra capacidad de entenderlo. Por primera vez, hemos sido capaces de proporcionar una descripción mecanicista de los eventos moleculares iniciales que en última instancia pueden resultar en el desarrollo de la enfermedad".
El estudio, que se publica en Nature Chemical Biology, sugiere que la probabilidad de que un individuo desarrolle la enfermedad está relacionada con un delicado equilibrio entre la proteína alfa-sinucleína y el número de vesículas sinápticas en el cerebro. Las vesículas sinápticas son estructuras que ayudan a trasladar los neurotransmisores o señales químicas entre las células nerviosas.
En circunstancias normales, la alfa-sinucleína desempeña un papel fundamental en la liberación de estos neurotransmisores de una célula nerviosa a otra, algo que hace uniéndose a una membrana delgada alrededor de la vesícula sináptica conocida como bicapa lipídica. Cuando la alfa-sinucleína se une a las vesículas de lípidos, se pliega en una forma helicoidal con el fin de realizar su función. Sin embargo, en determinadas circunstancias, las proteínas en la superficie de la vesícula se pliegan incorrectamente.
Una vez que este proceso de nucleación ha comenzado, existe el riesgo de que las moléculas de proteína libres dentro de la célula del cerebro entren en contacto con el núcleo deforme en la superficie de los lípidos. A medida que éstos se combinan, forman cadenas de hilo, llamadas fibrillas de amiloide, que llegan a ser tóxicas para otras células. Estos depósitos de amiloide de agregados de alfa-sinucleína, también conocidos como cuerpos Lewy, son el sello distintivo de la enfermedad de Parkinson.
Investigaciones anteriores habían expuesto que la sobreexpresión de la alfa-sinucleína en el cerebro se halla vinculada a la aparición de la enfermedad de Parkinson, y que la interacción de alfa-sinucleína con la bicapa lipídica podría desempeñar un papel en la modulación del desarrollo de la patología, pero hasta ahora no estaba claro por qué podría ser así.
Los resultados suponen un paso importante hacia la comprensión de cómo y por qué las personas desarrollan la enfermedad. La doctora Celine Galvagnion, investigadora asociada en la Facultad de St. John, de la Universidad de Cambridge, y autora principal del estudio, señala: "Encontrar una cura para el párkinson depende de nuestra capacidad de entenderlo. Por primera vez, hemos sido capaces de proporcionar una descripción mecanicista de los eventos moleculares iniciales que en última instancia pueden resultar en el desarrollo de la enfermedad".
El estudio, que se publica en Nature Chemical Biology, sugiere que la probabilidad de que un individuo desarrolle la enfermedad está relacionada con un delicado equilibrio entre la proteína alfa-sinucleína y el número de vesículas sinápticas en el cerebro. Las vesículas sinápticas son estructuras que ayudan a trasladar los neurotransmisores o señales químicas entre las células nerviosas.
En circunstancias normales, la alfa-sinucleína desempeña un papel fundamental en la liberación de estos neurotransmisores de una célula nerviosa a otra, algo que hace uniéndose a una membrana delgada alrededor de la vesícula sináptica conocida como bicapa lipídica. Cuando la alfa-sinucleína se une a las vesículas de lípidos, se pliega en una forma helicoidal con el fin de realizar su función. Sin embargo, en determinadas circunstancias, las proteínas en la superficie de la vesícula se pliegan incorrectamente.
Una vez que este proceso de nucleación ha comenzado, existe el riesgo de que las moléculas de proteína libres dentro de la célula del cerebro entren en contacto con el núcleo deforme en la superficie de los lípidos. A medida que éstos se combinan, forman cadenas de hilo, llamadas fibrillas de amiloide, que llegan a ser tóxicas para otras células. Estos depósitos de amiloide de agregados de alfa-sinucleína, también conocidos como cuerpos Lewy, son el sello distintivo de la enfermedad de Parkinson.
Investigaciones anteriores habían expuesto que la sobreexpresión de la alfa-sinucleína en el cerebro se halla vinculada a la aparición de la enfermedad de Parkinson, y que la interacción de alfa-sinucleína con la bicapa lipídica podría desempeñar un papel en la modulación del desarrollo de la patología, pero hasta ahora no estaba claro por qué podría ser así.
Vesículas sintéticas
En el nuevo trabajo, el equipo de investigación simuló el proceso por el cual las proteínas se unen a las vesículas mediante la creación de vesículas sintéticas en el laboratorio. Éstas fueron incubadas con diferentes cantidades de alfa-sinucleína.
Los resultados mostraron que cuando la relación de moléculas de proteína de vesículas excede de un nivel de aproximadamente 100 (un nivel 10 veces superior al normal), los riesgos de nucleación de las proteínas en la superficie de los lípidos son 1.000 veces más elevados que los de dos proteínas unidas al azar en una solución.
"Quedó claro que hay condiciones específicas en las que se puede ver cómo sucede la unión y otras condiciones en las que no se produce", añade Galvagnion. "Resulta que la ratio determina la capacidad de las proteínas alfa-sinucleína de nucleación. Esto nos proporciona una explicación probable de cómo se producen los primeros pasos que conducen a la enfermedad de Parkinson", resume.
En el nuevo trabajo, el equipo de investigación simuló el proceso por el cual las proteínas se unen a las vesículas mediante la creación de vesículas sintéticas en el laboratorio. Éstas fueron incubadas con diferentes cantidades de alfa-sinucleína.
Los resultados mostraron que cuando la relación de moléculas de proteína de vesículas excede de un nivel de aproximadamente 100 (un nivel 10 veces superior al normal), los riesgos de nucleación de las proteínas en la superficie de los lípidos son 1.000 veces más elevados que los de dos proteínas unidas al azar en una solución.
"Quedó claro que hay condiciones específicas en las que se puede ver cómo sucede la unión y otras condiciones en las que no se produce", añade Galvagnion. "Resulta que la ratio determina la capacidad de las proteínas alfa-sinucleína de nucleación. Esto nos proporciona una explicación probable de cómo se producen los primeros pasos que conducen a la enfermedad de Parkinson", resume.
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