ANN ARBOR, Michigan.— Uno de los muchos misterios de la enfermedad de Alzheimer es cómo fragmentos similares a proteínas, llamados péptidos beta amiloideos, que se agrupan para formar placas en el cerebro, pueden causar la muerte celular y llevan a los devastadores síntomas de la enfermedad de pérdida de memoria y otras dificultades mentales. A fin de responder a esa cuestión clave y desarrollar nuevos enfoques para la prevención del daño los científicos deben comprender primero en qué forma los beta amiloideos forman los grumos característicos.

Los investigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado nuevos instrumentos moleculares que pueden usarse para investigar los procesos. Las moléculas también son prometedoras para el tratamiento del mal de Alzheimer. La investigación, encabezada por la profesora existente Mi Hee Lim se publicó en la última edición de internet de la revista Journal of the American Chemical Society.

Aunque no se conoce el mecanismo exacto de la formación de los grumos de beta amiloideos, los científicos sí saben que de alguna manera están involucrados iones de cobre y de zinc, no sólo en el proceso de agregación, sino también aparentemente en la lesión resultante. El cobre en particular aparece implicado en la generación de especies reactivas al oxígeno, las cuales causan el daño celular.

Una forma de estudiar el papel de los metales en el proceso es combinando los iones de metal con moléculas llamadas quelatoras y observando luego qué ocurre cuando los iones de metal no entran en escena. Cuando otros científicos han hecho esto han encontrado que las quelatoras, al remover los metales, y piden que se formen grumos de beta amiloideos y la producción de esas especies dañinas reactivas al oxígeno, lo cual sugiere que las quelatoras podrían ser útiles en el tratamiento del mal de Alzheimer.

Sin embargo la mayoría de las quelatoras conocidas no pueden cruzar la barrera entre la sangre y el cerebro, la barricada de células que separa el tejido cerebral de la sangre circulante y protege al cerebro de las sustancias dañinas en el torrente sanguíneo. Es más: la mayoría de las quelatoras no es suficientemente precisa como para hacer blanco solamente en los iones de metal en los beta amiloideos; pueden igualmente atrapar e incapacitar a metales que desempeñan papeles vitales en otros sistemas biológicos.

Lim y sus colaboradores usaron una estrategia nueva para desarrollar pequeñas moléculas “bi funcionales” que no sólo atrapan los iones de metal sino que también interactúan con los beta amiloideos.

“La idea es simple”, dijo Lim, quien tiene asignaciones conjuntas en el Departamento de Química y el Instituto de Ciencias de la Vida. “Encontramos moléculas conocidas para el reconocimiento de beta amiloideos y luego les agregamos sitios de fijación a metales”. En colaboración con Ayyalusamy Ramamoorthy, profesor de química y profesor asociado de biofísica, Lim usó luego la espectroscopia NMF para confirmar que las nuevas moléculas híbridas seguían interactuando con los beta amiloideos.

En experimentos en soluciones con o sin células vivas, los investigadores mostraron que las moléculas bifuncionales eran capaces de regular la agregación de beta amiloideos inducidas por el cobre, lo cual no sólo interfería en la formación de grumos sino que también disgregada los grumos que ya se habían formado. De hecho estas moléculas se desempeñaron mejor que el clioquinol, una quelatora de metales disponible clínicamente que ha mostrado promesas en las primeras pruebas con pacientes de Alzheimer pero que tiene efectos secundarios que limitan su uso a largo plazo.

“Teniendo en cuenta su pequeño tamaño y otras propiedades creemos que nuestros compuestos podrán cruzar la barrera entre sangre y cerebro, pero queremos confirmarlo usando modelos con ratones”, dijo Lim. Los investigadores también planifican experimentos para determinar si sus nuevas quelatoras son tan buenas para la prevención y ruptura de las placas de beta amiloideos en el cerebro de ratones como lo son en soluciones y en cultivos de células.

Además de Lim y Ramamoorthy los otros autores incluyen al asociado de post grado Sarmad Hindo, los estudiantes graduados Allana Mancino y Joseph Braymer, la técnica de laboratorio Yihong Liu, y el epecialista de NMR, Subramanian Vivekanandan.

La investigación fue apoyada por la Universidad de Michigan y los Institutos Nacionales de Salud.

Más información:

Mi Hee Lim:
http://www.lsi.umich.edu/facultyresearch/labs/lim
https://www.chem.lsa.umich.edu/chem/faculty/facultyDetail.php?Uniqname=mhlim

Ayyalusamy Ramamoorthy:
http://www.ns.umich.edu/htdocs/public/experts/ExpDisplay.php?beginswith=Ramamoorthy

Journal of the American Chemical Society
http://pubs.acs.org/journal/jacsat

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