El plan de proteínas de Parkinson podría ayudar a acelerar nuevos tratamientos
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Los investigadores han resuelto un misterio de una década sobre una proteína crítica relacionada con la enfermedad de Parkinson que podría ayudar a acelerar los tratamientos para los pacientes incurables enfermedad.
La investigación, publicada en Nature, ha producido por primera vez una vista de ‘acción en vivo’ de la proteína, llamada PINK1, con exquisito detalle molecular.
El descubrimiento explica cómo se activa la proteína en la célula, donde es responsable de iniciar la eliminación y reemplazo de las mitocondrias dañadas. Cuando la proteína no funciona correctamente, puede privar de energía a las células cerebrales, lo que hace que funcionen mal y, a largo plazo, mueran, como sucede con las células productoras de dopamina en la enfermedad de Parkinson.
El descubrimiento es la culminación de un proyecto que abarca ocho años y proporciona el primer plan detallado para el descubrimiento y desarrollo de agentes terapéuticos que podrían ayudar a retrasar o incluso detener la progresión de la enfermedad de Parkinson.
Dirigido por Ph.D. el estudiante Sr. Zhong Yan Gan y el profesor David Komander, el equipo multidisciplinario de WEHI utilizó instalaciones innovadoras de microscopía crioelectrónica (crio-EM) e investigación para hacer el descubrimiento.
Apagar el interruptor
La enfermedad de Parkinson es una enfermedad neurodegenerativa progresiva causada por la muerte de las células productoras de dopamina en el cerebro. Más de 10 millones de personas en todo el mundo viven con la enfermedad de Parkinson, incluidos más de 80 000 australianos.
Actualmente, no existen medicamentos aprobados que puedan retrasar o detener la progresión de la enfermedad de Parkinson, y las terapias disponibles solo pueden tratar y aliviar los síntomas.
Imagen de microscopía que muestra Parkin (cian) acumulándose en la membrana mitocondrial (magenta). PINK1 recluta a Parkin para ayudar a reparar las mitocondrias dañadas. Crédito: Instituto de Investigación Médica Walter y Eliza Hall
Ph.D. El estudiante y primer autor Zhong Yan Gan dijo que la investigación proporcionó una visión sin precedentes de una proteína llamada PINK1, conocida por desempeñar un papel fundamental en la aparición temprana de la enfermedad de Parkinson.
«Muchos artículos de laboratorios de todo el mundo, incluido el nuestro, han capturado instantáneas de la proteína PINK1. Sin embargo, las diferencias en estas instantáneas han alimentado de alguna manera la confusión sobre la proteína y su estructura», dijo el Sr. Gan.
«Lo que hemos podido hacer es tomar una serie de instantáneas de la proteína nosotros mismos y las unimos para hacer una película de «acción en vivo» que revela todo el proceso de activación de PINK1. Entonces pudimos reconciliar por qué todas estas imágenes estructurales anteriores eran diferentes: eran instantáneas tomadas en diferentes momentos en el tiempo como esta proteína se activó para realizar su función en la célula».
PINK1 protege la célula al marcar las mitocondrias dañadas, la fuente de energía de la célula, para que sea demolida y reciclada. Cuando hay defectos en PINK1 u otros componentes de la vía, priva de energía a la célula al evitar el reciclaje y el reemplazo de las mitocondrias dañadas por otras sanas.
«Uno de los descubrimientos críticos que hicimos fue que este la proteína forma un par de dímeros que es esencial para encender o activar la proteína para que realice su función. Hay decenas de miles de artículos sobre esta familia de proteínas, pero visualizar cómo esta proteína se une y cambia en el proceso de activación es realmente un el primero en el mundo», dijo el Sr. Gan.
Potencial de descubrimiento de fármacos
El profesor Komander dijo que el descubrimiento de su laboratorio allanó el camino para desarrollar agentes terapéuticos que ‘activan’ PINK1 para tratar la enfermedad de Parkinson.
«Actualmente no hay medicamentos modificadores de la enfermedad disponibles para la enfermedad de Parkinson, es decir, no hay medicamentos que puedan retrasar la progresión de la enfermedad o detener su desarrollo», dijo el profesor Komander.
Crédito: Walter y el Instituto de Medicina Eliza Hall Investigación
Se cree que las fallas en PINK1, u otras partes de la vía que controlan la reparación mitocondrial, son una característica clave en ciertos casos de la enfermedad de Parkinson. Sin embargo, esta información es particularmente relevante para un subconjunto de jóvenes que desarrollan Parkinson entre los 20, 30 y 40 años debido a mutaciones hereditarias en PINK1.
El profesor Komander dijo que el descubrimiento conduciría a nuevas oportunidades para explotar este vía para las terapias de la enfermedad de Parkinson.
«Las compañías farmacéuticas y de biotecnología ya están considerando esta proteína y esta vía como un objetivo terapéutico para la enfermedad de Parkinson, pero han estado volando un poco a ciegas. Creo que estarán realmente emocionado de ver esta nueva e increíble información estructural que nuestro equipo ha podido producir utilizando cryo-EM. Estoy realmente orgulloso de este trabajo y de adónde puede conducir», dijo.
Clase mundial instalaciones
Dr. Alisa Glukhova dijo que el descubrimiento fue posible gracias a la nueva instalación crio-EM construida a medida financiada conjuntamente por WEHI y el Instituto Bio21 y el reclutamiento de WEHI de biólogos estructurales con experiencia en el uso de la tecnología.
«Esta es la primera vez que usamos crio-EM en WEHI para resolver la estructura de proteínas pequeñas como PINK1», dijo el Dr. Glukhova.
«Esta técnica revolucionaria solo ha estado disponible en los últimos cinco años, y Este trabajo fue posible porque WEHI ha invertido en esta instalación y en la experiencia necesaria para hacer el mejor uso de la tecnología. Es un gran ejemplo de cómo las tecnologías innovadoras realmente pueden impulsar la investigación y conducir a descubrimientos transformadores».
Explorar más
El fármaco contra la tenia podría liderar la lucha contra la enfermedad de Parkinson Más información: Zhong Yan Gan et al, Mecanismo de activación de PINK1, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-04340-2 Proporcionado por Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research Cita: El plan de proteínas de Parkinson podría ayudar a acelerar nuevos tratamientos (23 de diciembre de 2021) consultado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-parkinson-protein-blueprint-fast-track-treatments.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.