Las nuevas estructuras nanométricas de sílice se unen al péptido amiloide beta gracias a los anticuerpos específicos que recubren su superficie y evitan su acumulación en el cerebro.
Marta Pulido Salgado. 5 de mayo de 2020
Los experimentos, realizados en células y ratones, resultan prometedores, aunque deberán confirmarse en humanos. En la imagen, ilustración de la formación de agregados en péptido amiloide beta, tóxicos para las células neuronales. [iStock/selvanegra]
La acumulación anómala del péptido amiloide beta en el cerebro de las personas con alzhéimer constituye una de las principales características de la enfermedad. Estos agregados resultan neurotóxicos, pues además de interferir en la comunicación entre neuronas, pueden incluso ocasionar su muerte. Por consiguiente, durante las últimas décadas, la comunidad científica ha centrado sus esfuerzos en reducir su formación.
Ahora, investigadores del Instituto Coreano para la Ciencia y la Tecnología, liderados por Joonseok Lee, en colaboración con otros científicos de Corea del Sur y Estados Unidos, presentan un método, basado en nanoestructuras de sílice, capaz de obstaculizar la aparición de las placas patogénicas.
El péptido amiloide beta deriva de la acción sucesiva de las enzimas beta y gamma secretasas sobre la proteína precursora amiloidea. A pesar de que esta pequeña molécula participa en distintos procesos como la protección frente al estrés oxidativo, la regulación del transporte del colesterol e incluso la respuesta antimicrobiana, su incorrecta eliminación y posterior acumulación se asocia con la enfermedad de Alzheimer.
Así pues, el trabajo, publicado por la revista Advanced Functional Materials, inició con la idea de capturar las moléculas simples y cortas, también llamadas monómeros, del péptido, a fin de evitar su unión, así como la consiguiente formación de cadenas largas y tóxicas, de difícil eliminación. Para ello, los autores diseñaron una estructura de sílice, esférica y porosa, de tamaño nanométrico. Este tipo de material resulta seguro y la Agencia de Medicamentos y Alimentación de Estados Unidos ha aprobado su uso como aditivo alimenticio. A fin de poder atrapar el péptido, los investigadores recubrieron la superficie de los nanoporos con anticuerpos capaces de reconocerlo y unirse a él de forma específica.
Los primeros experimentos, realizados in vitro, mostraron que la presencia de las partículas de sílice reducía la concentración de los monómeros libres en solución, hecho que disminuyó un 20 por ciento la formación de placas, tras 24 horas de incubación. Asimismo, en un cultivo celular, los nanoporos no solo resultaron inocuos para las células, sino que también atenuaron de forma notable la toxicidad asociada al péptido.
De forma interesante, en un modelo animal de la enfermedad de Alzheimer, donde los ratones presentan placas a las 8 semanas de edad, la inyección semanal de las nanoestructuras directamente en uno de los hemisferios cerebrales redujo un 30 por ciento la formación de agregados, después de 2 semanas de tratamiento.
Lee y su equipo destaca el éxito del uso combinado de nanotecnología y anticuerpos específicos en el estudio; pues esta estrategia también podría ayudar en otras enfermedades caracterizadas por la acumulación de proteínas, como el párkinson o la corea de Huntington.
Referencia: «Silica nanodepletors: targeting and clearing Alzheimer’s β-amyloid plaques», de H. Jung et al., en Advanced Functional Materials; 30:1910475, publicado el 17 de febrero de 2020.
24/12/2020
