Crean en Santiago sensores para anticiparse ao Alzheimer e o Párkinson

Un dos primeiros sinais de que algo vai mal nun cerebro que acabará padecendo Alzheimer ou Párkinson é a agregación de determinados tipos de proteínas. Estes compostos, encargados de diversas funcións biolóxicas, adoitan atoparse en estado soluble, pero en certas ocasións poden agruparse e dar lugar a estruturas fibrosas que se relacionan con estas doenzas neurodexenerativas na súa fase inicial. Obter métodos acaídos para detectalas a tempo, por tanto, é un traballo de grande interese científico. E niso acaba de avanzar un equipo de investigadores do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares da Universidade de Santiago de Compostela (CiQUS) en colaboración coa Universidade de Rice (Houston, Estados Unidos): crearon novos sensores metálicos fluorescentes para a detección temperá destas proteínas. O artigo é froito dunha colaboración internacional dirixida polo profesor Ángel Martí na Universidade de Rice.

Os compostos ideados por, entre outros, os científicos do CiQUS Javier Montenegro e Ghibom Bhak,  conteñen renio e rutenio, e adhírense aos precursores da enfermidade (os oligómeros amiloides) e, dende aí, amplifican a nivel supramolecular un sinal determinante coñecido como anisotropía de fluorescencia.

Este fenómeno físico, que se produce cando a luz emitida varía en intensidade dependendo de cal sexa o seu eixo de polarización, permite detectar pequenos agregados de amiloides moito antes de que se acumulen, evitando así un diagnóstico tardío en fases avanzadas da enfermidade.

Para Javier Montenegro, líder do grupo do CiQUS que validou os novos compostos sobre a proteína relacionada co Párkinson (a α-sinucleína), o valor deste traballo é dobre, xa que “non só presenta novos compostos organometálicos para a detección temperá dos agregados de amiloides, senón que propón tamén unha nova aproximación conceptual para a detección do problema”, afirma.

A estratexia cos novos sensores

A nova estratexia sérvese dunha propiedade dos agregados que non fora explorada ata agora, alentando así o potencial desenvolvemento de novos sensores e métodos entre a comunidade científica. Como apunta Javier Montenegro, “abordar este problema mediante a anisotropía de fluorescencia supón apostar por unha nova aproximación para o diagnóstico temperán, porque nos permite detectar moito antes a formación dunha anomalía que podería estar relacionada con condicións patolóxicas moi importantes”.

Para achegarse a esta novo método, os científicos estudaron nos últimos anos as características da beta-amiloide, cuxa acumulación en certas rexións do cerebro é un dos selos distintivos da enfermidade de Alzheimer. Neste sentido, existe unha teoría coñecida como a hipótese da catarata amiloide, que propón que a mera transición das proteínas beta-amiloide dende o seu estado soluble ata a nova estrutura en forma de fibras sinala o principio de Alzheimer.

Entender o mecanismo de agregación destas proteínas (ou o que é o mesmo, pescudar como, cando e por que estas proteínas “deciden” agregarse) é un dos principais obxectivos da investigación na área. Con todo, o estudo deste fenómeno segue sendo polo de agora extremadamente complexo, debido principalmente ao carácter dinámico do proceso: os primeiros agregados (é dicir, os primeiros oligómeros ou ‘cadeas de amiloides’ que xorden nos estadios iniciais das patoloxías neurodexenerativas), son de moi pequeno tamaño e, por tanto, difíciles de detectar.

Sensores para o Párkinson

A beta-amiloide non é a única proteína relacionada coas enfermidades neurodexenerativas: existe no cerebro outra proteína soluble chamada alfa-sinucleína, cuxa agregación tamén se ten relacionado co comezo da enfermidade de Párkinson. Do mesmo xeito que ocorre no caso dos amiloides, os primeiros oligómeros que se forman como consecuencia da unión da alfa-sinucleína son agregados pouco estables e moi cambiantes, o que os fai moi difíciles de detectar.

Na actualidade, os principais esforzos de investigación céntranse na detección dos primeiros agrupamentos destas dúas familias de proteínas; un obxectivo prioritario e en absoluto menor, xa que podería conducir ao diagnóstico temperán destas enfermidades tan devastadoras.

Ata agora, a aproximación química para detectar o agrupamento de proteínas amiloides no cerebro centrábase no uso de sensores baseados en moléculas orgánicas fluorescentes (como a tioflavina), que aumentan o seu brillo ao inserirse na proteína acumulada. Con todo, estes sensores fluorescentes só son quen de brillar coa intensidade idónea cando a proteína se atopa xa nun estado de agregación moi avanzado, mentres que os precursores da patoloxía (as fibras e os agrupamentos máis pequenos) pasan inadvertidos.

Referencia: Monitoring the Formation of Amyloid Oligomers Using Photoluminescence Anisotropy (Publicado en  Journal of the American Chemical Society).