Nuevos conocimientos sobre el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer
Investigan la influencia del estrés oxidativo en la agregación peptídica
A pesar de los considerables avances de la investigación, todavía no hay cura para muchas enfermedades relacionadas con la edad, como el Alzheimer. Una de las hipótesis del desarrollo del Alzheimer es la agregación de péptidos, es decir, su "aglutinación", en el cerebro de las personas que padecen la enfermedad. Pero también se ha sospechado del estrés como posible desencadenante. Científicos de la Universidad de Leipzig, la Universidad de Monash (Australia), el Instituto Leibniz de Ingeniería de Superficies (IOM) y la Universidad de Gotinga han investigado la relación entre las membranas celulares oxidadas y la agregación de péptidos, y acaban de publicar sus resultados en la revista Chemical Science.
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Los investigadores querían entender mejor cómo influyen las membranas celulares del organismo en la estructura de los péptidos -moléculas formadas por aminoácidos- y en su agregación. Para ello utilizaron sistemas modelo fáciles de controlar experimentalmente. El primer autor, el Dr. Torsten John, que se doctoró con el profesor Bernd Abel en Leipzig y ahora es investigador en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, explica: "Uno de los efectos del estrés en el organismo es que da lugar a procesos oxidativos y, por tanto, modifica la composición química de las membranas. En nuestros experimentos, comparamos los efectos de las membranas oxidadas con las que no habían sufrido cambios". Los científicos combinaron experimentos biofísicos de laboratorio y simulaciones por ordenador para comprender mejor la agregación peptídica. "Las simulaciones por ordenador, conocidas como simulaciones de dinámica molecular, aportan conocimientos moleculares sobre los mecanismos de las interacciones entre membranas y péptidos", explica el profesor Abel.
Ya se sabía que la composición de las membranas desempeña un papel importante en la agregación de péptidos. Sin embargo, se había investigado poco el papel de las membranas oxidadas. Los investigadores descubrieron que los efectos difieren según los péptidos. Uno de los péptidos estudiados (Aβ40), asociado a la enfermedad de Alzheimer, se agregaba más rápidamente en presencia de todas las membranas. En cambio, la agregación de otro péptido (uperina 3,5) se evitó por completo en presencia de la misma cantidad de membranas oxidadas. El profesor Abel explica: "Dependiendo de las propiedades del péptido, incluida su carga, cambia su atracción por la membrana y, por tanto, la fuerza de la influencia. Si los péptidos se acumulan en la superficie de la membrana, se acelera su ensamblaje y agregación. Sin embargo, si la atracción es muy fuerte y cambian su estructura en hélice, entonces ya no pueden agregarse".
Los científicos eligieron deliberadamente para su estudio péptidos que se agregan de forma similar pero tienen un origen diferente. Se sabe que el Aβ40 se deposita en el cerebro de los enfermos de Alzheimer, mientras que la uperina 3.5 es un péptido antimicrobiano descubierto por primera vez en una especie de sapo australiano. Anteriormente, el equipo de investigadores dirigido por la profesora Lisandra L. Martin, de la Universidad de Monash (Australia), informó sobre posibles vínculos entre la agregación de péptidos en enfermedades neurodegenerativas y las propiedades antimicrobianas de los péptidos. El estudio, publicado en la revista Chemical Science, profundiza en el papel funcional de los péptidos amiloides. La investigación se llevó a cabo bajo los auspicios del Centro de Investigación en Colaboración DFG / Transregio 102, "Polímeros bajo Restricciones Múltiples: Orden y movilidad molecular restringidos y controlados".
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