El estudio proporciona información sobre la arquitectura de los depósitos anormales de proteínas en los trastornos cerebrales

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Científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve han determinado la estructura de las «fibrillas» de proteínas relacionadas con la enfermedad de Lou Gehrig y otros hallazgos de trastornos neurodegenerativos que brindan pistas sobre cómo las proteínas tóxicas se agrupan y se propagan entre las células nerviosas del cerebro.

Sus resultados también pueden conducir al desarrollo de medicamentos para tratar enfermedades como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la demencia frontotemporal (FTD).

«Estos devastadores trastornos cerebrales que afectan a decenas de miles de estadounidenses están en el aumento en todo el mundo, y no existen tratamientos efectivos para detener su progresión», dijo Witold Surewicz, profesor del Departamento de Fisiología y Biofísica de la Facultad de Medicina y autor principal del estudio.

El estudio fue publicado el 12 de marzo en la revista en línea Nature Communications. Qiuye Li, estudiante de posgrado en el departamento, fue el autor principal; Michael Babinchak, estudiante de medicina de Case Western Reserve, contribuyó.

El estudio fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud.

TDP-43 es normalmente una proteína soluble que interactúa con los ácidos nucleicos. Sin embargo, en varios trastornos neurodegenerativos, esta proteína forma aglomeraciones grandes y dañinas parecidas a cuerdas que se acumulan en los cerebros de los pacientes afectados.

Estas estructuras anormales, conocidas como fibrillas de amiloide, son una firma de patología cerebral en la región lateral amiotrófica. esclerosis (ELA; también llamada enfermedad de Lou Gehrig) y FTD, la causa más común de demencia en personas de edades más jóvenes entre los 50 y 60 años.

Estructuras fibrilares similares de TDP-43 también están relacionadas con otros trastornos cerebrales , incluida la enfermedad de Alzheimer y la encefalopatía traumática crónica, una afección causada por lesiones cerebrales repetidas y que a menudo se encuentra en atletas que practican fútbol y otros deportes de contacto.

Mediante el uso de una técnica de microscopía electrónica a muy baja temperatura (crio- microscopía electrónica), los autores analizaron miles de imágenes de fibrillas formadas en el tubo de ensayo por el fragmento clave de TDP-43. Determinaron la arquitectura compleja de estas estructuras alargadas con una resolución cercana a los átomos individuales. Este conocimiento estructural reveló, entre otros hallazgos, la naturaleza de la plantilla en la que se pueden bloquear más copias de TDP-43.

Basándose en este modelo estructural, los investigadores también discutieron cómo la estructura fibrilar podría ser controlada por mutaciones de aminoácidos en TDP-43 vinculadas a formas hereditarias de ALS y FTD, así como a modificaciones de la proteína dependientes del envejecimiento.

«Este es realmente un avance emocionante porque revela un mecanismo para el crecimiento de estos agregados tóxicos», dijo Li.

«Esto, a su vez, proporciona pistas importantes sobre cómo estos agregados pueden propagarse entre las células en los cerebros afectados».

«Conocimiento detallado sobre las estructuras fibrilares formadas por TDP-43 también puede conducir al desarrollo de medicamentos para tratar estos devastadores trastornos cerebrales», dijo Surewicz.

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La intrincada arquitectura de proteínas vinculada a la enfermedad Más información: Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-21912-y Información de la revista: Nature Communications

Proporcionado por la Universidad Case Western Reserve Cita: El estudio proporciona información sobre la arquitectura de la proteína anormal depósitos en trastornos cerebrales (2021, 12 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-insights-architecture-abnormal-protein-deposits.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.