Las proteínas desestructuradas y la enfermedad de Parkinson
Las proteínas son los componentes básicos del cuerpo humano, ya que su función abarca desde la formación de tejidos hasta el transporte de moléculas. Y si bien todas las proteínas tienen una gran importancia en la organización del organismo, no todas presentan una estructura ordenada. De hecho, algunas son proteínas intrínsecamente desestructuradas (PID). «Las regiones intrínsecamente desestructuradas (RID) son segmentos de una proteína que carecen de una estructura tridimensional estable y definida, presentando en cambio una conformación dinámica», explica Alfonso De Simone, investigador de la Universidad Federico II de Nápoles. Pero no hay que dejarse engañar por su desorganización. Dado que pueden cambiar fácilmente de forma y adoptar diferentes configuraciones, las proteínas con RID desempeñan muchas funciones importantes. Sin embargo, esa flexibilidad también hace que las PID sean vulnerables a errores, en concreto al mal plegamiento y la agregación: dos fenómenos que se han relacionados con diferentes enfermedades neurodegenerativas e, incluso, con el cáncer. El reto consiste pues en entender por qué algunas proteínas con RID son funcionales y otras no. «Incluso con las avanzadas técnicas actuales de microscopía electrónica y otras tecnologías de estudio de estructuras moleculares, sigue siendo casi imposible analizar las RID de proteínas, sobre todo en el contexto de la membrana celular», agrega De Simone. Pero eso podría cambiar muy pronto, gracias en parte a los trabajos efectuados en el marco del proyecto financiado con fondos europeos BioDisOrder.
Estudiar el proceso de agregación de la α-sinucleína de principio a fin
En el proyecto, que contó con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación, se desarrollaron varias herramientas innovadoras que utilizan una combinación de espectroscopia de resonancia magnética nuclear y simulaciones moleculares a diferentes escalas. Con estas herramientas, los investigadores pudieron estudiar el proceso completo de agregación de la α-sinucleína (α-sin), una PID cuya agregación se ha relacionado con la enfermedad de Parkinson (EP). «Al describir los mecanismos que subyacen al origen de la EP con un detalle sin precedentes, nuestro trabajo abre la puerta al desarrollo de tratamientos dirigidos contra la agregación de α-sin», comenta De Simone, coordinador del proyecto. Los investigadores destacaron además el papel que desempeña la α-sin en el deterioro mitocondrial que puede originar la EP. También revelaron el mecanismo por el cual la α-sin media en el acoplamiento de vesículas sinápticas en la superficie de la membrana plasmática, lo que desencadena la liberación del neurotransmisor. «Este hallazgo revela que la α-sin, la proteína causante de la EP, desempeña un papel relevante en la comunicación neuronal en condiciones normales», apunta De Simone.
Hallazgos con una gran importancia para el diagnóstico y tratamiento de la EP
Los descubrimientos del proyecto BioDisOrder ya están teniendo una gran repercusión en el ámbito médico. El propio De Simone trabaja ya en una nueva herramienta de diagnóstico de la EP, mientras que la investigación del proyecto se está aplicando en una serie de colaboraciones con diferentes grupos de la Unión Europea, Corea del Sur y Estados Unidos para el descubrimiento de fármacos. La esperanza es que estas líneas de investigación posibiliten identificar nuevos fármacos candidatos para el tratamiento de la EP. Todos los estudios efectuados en el proyecto se han publicado en diferentes revistas científicas de prestigio mundial, mientras que sus métodos biofísicos se han puesto a disposición de la comunidad científica para su uso. «La caracterización de los procesos biomoleculares no tiene límites —concluye De Simone—. Si se desarrolla un método con una nueva capacidad analítica, se pueden resolver problemas que antes se consideraban imposibles de caracterizar».
Palabras clave
BioDisOrder, proteínas intrínsecamente desestructuradas, enfermedad de Parkinson, trastornos neurológicos, proteínas, enfermedades neurodegenerativas, cáncer, microscopía electrónica, α-sinucleína, medicina
