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Investigadores de la Universidad de Kanazawa informan en Nano Letters de cómo la microscopía de fuerza atómica de alta velocidad permite comprender procesos relacionados con la enfermedad de Alzheimer. Además, la técnica se revela como una herramienta excelente para estudiar el efecto de fármacos contra la enfermedad.

Según la hipótesis amiloide, la enfermedad de Alzheimer -el tipo más común de demencia- está causada por fallos en la producción, acumulación y eliminación de beta-amiloide (Aβ) en el cerebro. Aβ hace referencia a un grupo de péptidos (fragmentos de proteínas) que con el tiempo forman placas en el cerebro de las personas con enfermedad de Alzheimer. Se han desarrollado fármacos para reducir la agregación de Aβ, pero descubrimientos recientes demuestran que los distintos tipos de agregados de Aβ contribuyen de forma diferente al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. En particular, los agregados intermedios, como las protofibrillas, son más tóxicos que las fibrillas finales propiamente dichas, el principal componente de las placas de Aβ. Por tanto, es necesario comprender con precisión las complejas vías de agregación para seguir desarrollando fármacos eficaces contra la enfermedad de Alzheimer. Kenjiro Ono, de la Universidad de Kanazawa, y sus colegas han logrado ahora visualizar la dinámica estructural de las protofibrillas, así como el efecto de un fármaco desarrollado recientemente a base de anticuerpos anti-Aβ.

Los científicos observaron la formación y la estructura de las protofibrillas de Aβ mediante microscopía de fuerza atómica de alta velocidad (HS-AFM). Este último método se ha revelado en los últimos años como una potente herramienta de nanoimagen para estudiar biomoléculas y su dinámica con alta resolución espaciotemporal. Las observaciones de HS-AFM mostraron que las protofibrillas tienen una estructura nodal, con características estructurales estables -en concreto, el ángulo de unión entre nodos- en varias muestras. Es importante destacar que esta estructura nodal es distinta de las fibrillas maduras propiamente dichas, que tienen una estructura helicoidal.

A continuación, Ono y sus colegas investigaron la disociación de las protofibrillas. Descubrieron que la longitud de las protofibrillas depende de su concentración, lo que sugiere que los agregados pueden disociarse espontáneamente.

Para obtener una visión detallada del funcionamiento de los fármacos anticuerpos anti-Aβ, los investigadores examinaron la unión entre las protofibrillas de Aβ y un nuevo fármaco conocido como lecanemab. Descubrieron que la capacidad de unión (afinidad) de lecanemab por las protofibrillas es casi independiente del tamaño de las protofibrillas; en otras palabras, la afinidad no varía sustancialmente a lo largo del proceso de agregación. Las observaciones de HS-AFM revelaron además que el lecanemab cubre la superficie de pequeños agregados de preprotofibrillas. Al hacerlo, el fármaco inhibe la agregación posterior en protofibrillas, lo que a su vez impide la formación de fibrillas y placas de Aβ propiamente dichas.

Los resultados de Ono y sus colegas aportan pruebas directas de un mecanismo a través del cual un fármaco anticuerpo interfiere en el proceso de agregación de Aβ. En términos más generales, el trabajo confirma la versatilidad del método HS-AFM para estudiar vías bioquímicas. Citas de los científicos: «La HS-AFM de molécula única es una herramienta eficaz para revelar la dinámica estructural de los intermediarios de agregación amiloide transitorios y metaestables y los efectos de los fármacos antiagregantes sobre ellos.»

Mayo 15/2023 (Asia Research News) – Tomado de News Room Copyright 2004 – 2023 Asia Research News

 

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Investigadores de la Universidad de Minnesota en las Ciudades Gemelas han desarrollado una innovadora técnica de diagnóstico que permitirá una detección más rápida y precisa de las enfermedades neurodegenerativas. El método abrirá probablemente una puerta al tratamiento precoz y la mitigación de diversas enfermedades que afectan a los seres humanos, como el Alzheimer y el Parkinson, y otras similares que afectan a los animales, como la caquexia crónica.

Su nuevo estudio se publica en Nano Letters, una revista de primera línea en el campo de la nanotecnología editada por la American Chemical Society.

«Este trabajo se centra principalmente en la caquexia crónica del ciervo, pero nuestro objetivo final es ampliar la tecnología a un amplio espectro de enfermedades neurodegenerativas, siendo el Alzheimer y el Parkinson los dos objetivos principales», afirma Sang-Hyun Oh, coautor principal del trabajo y catedrático McKnight del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Minnesota. «Nuestra visión es desarrollar técnicas de diagnóstico ultrasensibles y potentes para diversas enfermedades neurodegenerativas, de modo que podamos detectar biomarcadores en una fase temprana, lo que quizá permita disponer de más tiempo para el despliegue de agentes terapéuticos que puedan ralentizar la progresión de la enfermedad. Queremos ayudar a mejorar la vida de millones de personas afectadas por enfermedades neurodegenerativas».

Enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson, la enfermedad de las vacas locas y la caquexia crónica (ampliamente extendida entre los ciervos) comparten una característica común: la acumulación de proteínas mal plegadas en el sistema nervioso central. Detectar estas proteínas mal plegadas es crucial para comprender y diagnosticar estos trastornos devastadores. Sin embargo, los métodos de diagnóstico existentes, como el ensayo inmunoenzimático y la inmunohistoquímica, pueden ser caros, lentos y limitados en cuanto a la especificidad de los anticuerpos.

El método de los investigadores de la Universidad de Minnesota, denominado Nano-QuIC (Nanoparticle-enhanced Quaking-Induced Conversion), mejora significativamente el rendimiento de los métodos avanzados de detección del mal plegamiento de proteínas, como el ensayo RT-QuIC (Real-Time Quaking-Induced Conversion) de los NIH Rocky Mountain Laboratories.

El método RT-QuIC consiste en agitar una mezcla de proteínas normales con una pequeña cantidad de proteína mal plegada, lo que desencadena una reacción en cadena que hace que las proteínas se multipliquen y permite la detección de estas proteínas irregulares. Utilizando muestras de tejido de ciervos, el equipo de la Universidad de Minnesota demostró que la adición de nanopartículas de sílice de 50 nanómetros a los experimentos RT-QuIC reduce drásticamente los tiempos de detección de unas 14 horas a sólo cuatro y multiplica por 10 la sensibilidad.

Un ciclo de detección típico de 14 horas significa que un técnico de laboratorio sólo puede realizar una prueba por jornada laboral normal. Sin embargo, con un tiempo de detección inferior a cuatro horas, los investigadores pueden realizar tres o incluso cuatro pruebas al día.

Disponer de un método de detección más rápido y preciso es especialmente importante para comprender y controlar la transmisión de la caquexia crónica, una enfermedad que se está extendiendo entre los ciervos de Norteamérica, Escandinavia y Corea del Sur. Los investigadores creen que el Nano-QuIC podría llegar a ser útil para detectar enfermedades de plegamiento erróneo de proteínas en humanos, en concreto el Parkinson, la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, el Alzheimer y la ELA.

«Las pruebas para detectar estas enfermedades neurodegenerativas tanto en animales como en seres humanos han supuesto un gran reto para nuestra sociedad», afirma Peter Larsen, coautor principal del artículo y profesor adjunto del Departamento de Veterinaria y Ciencias Biomédicas de la Universidad de Minnesota.

«Lo que estamos viendo ahora es este momento realmente emocionante en el que están surgiendo nuevas pruebas de diagnóstico de nueva generación para estas enfermedades. El impacto de nuestra investigación es que mejora en gran medida esas pruebas de nueva generación, las hace más sensibles y más accesibles».

 

Mayo 8/2023 (EurekaAlert!) – Tomado de News Releases  Copyright 2023 by the American Association for the Advancement of Science (AAAS)

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Las mujeres tienen el doble de probabilidades que los hombres de ser diagnosticadas con la enfermedad de Alzheimer. En parte se debe a la edad: la edad avanzada es el principal factor de riesgo de padecer Alzheimer. Pero los investigadores del Alzheimer siguen buscando otras razones por las que las mujeres tienen un mayor riesgo de padecer esta mortal enfermedad neurodegenerativa.

El estrés puede ser una de esas razones. Un estudio realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis muestra que el efecto del estrés en el cerebro difiere según el sexo, al menos en ratones. En situaciones de estrés, los niveles de la proteína beta amiloide del Alzheimer aumentan bruscamente en el cerebro de las hembras, pero no en el de los machos. Además, los investigadores identificaron una vía molecular activa en las células cerebrales de las hembras, pero no en las de los machos, y demostraron que explica las respuestas divergentes al estrés.

Los resultados, publicados el 2 de mayo en la revista Brain, se suman a la creciente colección de pruebas de que el sexo (masculino, femenino) es importante en temas de salud y de enfermedad. Desde el cáncer a las cardiopatías, pasando por la artritis, los científicos han descubierto diferencias entre machos y hembras que podrían afectar al modo en que hombres y mujeres responden a los esfuerzos por prevenir o tratar las enfermedades crónicas.

«Cómo responden las mujeres al estrés frente a cómo lo hacen los hombres es un área de investigación importante que tiene implicaciones no sólo para la enfermedad de Alzheimer, sino también para otras afecciones», afirma la coautora Carla M. Yuede, profesora asociada de psiquiatría. «En los últimos años, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) han dado prioridad a la comprensión de las diferencias de sexo en medicina. El estrés es un área en la que se aprecia claramente una diferencia entre hombres y mujeres. Este estudio demuestra que reducir el estrés puede ser más beneficioso para las mujeres que para los hombres, en términos de disminución del riesgo de enfermedad de Alzheimer.»

El estrés entra en la categoría de factores de riesgo socioeconómicos, junto con factores como la depresión y el aislamiento social, que en conjunto suponen aproximadamente el 8% del riesgo de desarrollar Alzheimer. Ese cálculo del riesgo, sin embargo, no tiene en cuenta el género. Las mujeres declaran sistemáticamente mayores niveles de estrés que los hombres, y el estrés afecta al organismo de las mujeres de forma diferente al de los hombres en muchos aspectos, como la salud cardiovascular, las respuestas inmunitarias y otras cuestiones.

El Dr. John Cirrito, profesor asociado de neurología, Yuede y Hannah Edwards, primera autora y estudiante de posgrado en el laboratorio de Cirrito, pensaron que el estrés también podría afectar al cerebro de las mujeres de forma diferente al de los hombres, y que estas diferencias podrían ayudar a explicar el desequilibrio entre sexos en la enfermedad de Alzheimer.

Para averiguarlo, midieron los niveles de beta amiloide -una proteína clave del Alzheimer- en los cerebros de ratones cada hora durante 22 horas, comenzando ocho horas antes de que los ratones experimentaran estrés. La experiencia fue igual de estresante para ratones machos y hembras, según los niveles de hormonas del estrés en sangre. Pero las respuestas cerebrales no fueron las mismas.

En los ratones hembra, los niveles de beta amiloide aumentaron significativamente en las dos primeras horas y se mantuvieron elevados hasta el final del periodo de seguimiento. En los ratones macho, los niveles cerebrales de amiloide no cambiaron en general, aunque alrededor del 20% de ellos mostraron un aumento retardado y débil de los niveles de amiloide.

Otros experimentos revelaron que la diferencia se reduce a una vía de respuesta al estrés celular en las células cerebrales. El estrés provoca la liberación de una hormona conocida como factor liberador de corticotropina. Las neuronas de roedores hembra absorben la hormona del estrés, lo que desencadena una cascada de acontecimientos que provoca un aumento de los niveles de beta amiloide en el cerebro. Por el contrario, las neuronas de los roedores macho carecen de la capacidad de absorber la hormona del estrés. Se desconoce si existen diferencias de sexo similares en el modo en que las neuronas humanas captan las hormonas del estrés.

«Hay una diferencia biológica fundamental entre machos y hembras en cómo responden al estrés a nivel celular, tanto en ratones como en personas», afirma Cirrito. «No creemos que el estrés sea el único factor que impulsa la diferencia de sexo en la enfermedad de Alzheimer. Hay muchas otras diferencias entre hombres y mujeres -en hormonas, estilo de vida, otras enfermedades que padecen- que sin duda contribuyen de alguna manera. Pero que el estrés esté impulsando un aspecto de esta diferencia de sexo creo que es muy probable».

 

Mayo 02/2023 (MedicalXpress) – Tomado de Alzheimer’s disease & dementia – Endocrinology & Metabolism  Copyright Medical Xpress 2011 – 2023 powered by Science X Network

Traducción realizada con la versión gratuita del traductor www.DeepL.com/Translator

 

Una nueva investigación de la Universidad de Cincinnati, Estados Unidos, refuerza la hipótesis de que la enfermedad de Alzheimer está causada por la disminución de los niveles de la proteína específica beta amiloide, en contra de la teoría predominante, que se ha puesto en duda recientemente, que la relaciona con las placas amiloides. Read more

octubre 24, 2022 | Dra. María Elena Reyes González | Filed under: Enfermedad de Alzheimer, Enfermedades neurodegenerativas | Etiquetas: , , , |

Desde que se aprobó un nuevo medicamento para el alzhéimer hace unas semanas en Estados Unidos, los pacientes están ansiosos por saber si son candidatos a tomar dicho tratamiento. Pero los médicos no tienen respuestas fáciles. Read more

Un hospital estadounidense administró el miércoles la primera dosis de un costoso y controvertido fármaco contra el alzhéimer de Biogen Inc antes incluso de que Medicare diga lo que pagará, y con algunos médicos molestos por su aprobación la semana pasada. Read more

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