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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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