Un nuevo estudio ha encontrado una enzima que impulsa la neurotoxicidad tanto en la enfermedad de Alzheimer como en la enfermedad de Parkinson. El bloqueo de la acción de esta enzima puede evitar que estas condiciones se desarrollen, por lo que la investigación puede haber encontrado un nuevo fármaco objetivo.
Actualmente se estima que más de 5 millones de personas en los Estados Unidos están viviendo con la enfermedad de Alzheimer, y hasta 1 de cada 3 ancianos se dice que mueren con la condición, u otra forma de demencia. La enfermedad de Parkinson también afecta aproximadamente a 60.000 adultos estadounidenses cada año.
Ambas enfermedades son neurodegenerativas, lo que significa que las células del cerebro progresivamente e irreversiblemente degeneran hasta que finalmente mueren.
Aunque hay varias diferencias entre las dos condiciones a nivel genético y estructural, un equipo de científicos de la Universidad Emory en Atlanta, GA, puede haber encontrado una enzima que desencadena a ambas. Esta enzima recién descubierta podría ser un objetivo para un fármaco potencial para la enfermedad de Parkinson.
El nuevo estudio fue dirigido por Keqiang Ye, Ph.D., y los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Structural and Molecular Biology.
Las proteínas tau y alfa-sinucleína
Un aspecto compartido por las dos condiciones se refiere a la formación de la enfermedad: ambas condiciones se caracterizan por una proteína grumosa capaz de matar las células cerebrales. Esta proteína se llama alfa-sinucleína en la enfermedad de Parkinson, y tau en la enfermedad de Alzheimer.
En la enfermedad de Parkinson, se cree que la alfa-sinucleína agrega y forma grupos llamados cuerpos de Lewy. Estos grumos se pueden encontrar en la capa externa del cerebro, así como más profundo dentro del cerebro medio.
En la enfermedad de Alzheimer, un exceso de producción de tau forma enredos que pueden obstruir el transporte de nutrientes a las neuronas, que mueren como resultado de esta hambruna.
Investigaciones anteriores llevadas a cabo por el Dr. Ye y sus colegas encontraron una enzima llamada asparagina endopeptidasa (AEP), que hace la proteína tau más gruesa y más tóxica. La nueva investigación planteó la hipótesis de que AEP tendría el mismo efecto potenciador de la alfa-sinucleína.
«En la enfermedad de Parkinson, la alfa-sinucleína se comporta de forma similar a la tau en la enfermedad de Alzheimer, y razonamos que si AEP corta tau, es muy probable que también corte la alfa-sinucleína».
AEP y neurotoxicidad en el Parkinson
Como era de esperar, el Dr. Ye y su equipo encontraron que la AEP conduce la agregación de alfa-sinucleína y aumenta su neurotoxicidad. En el modelo de ratón diseñado por los investigadores, la neurotoxicidad inducida por AEP conduce a una pérdida de neuronas y déficits motores.
Los investigadores también encontraron que AEP tiene una especie de tijera sobre la cual produce un efecto en la alfa-sinucleína humana. Se encontró que los fragmentos de alfa-sinucleína clivados eran más probables de formar grupos que la forma de longitud completa de la proteína. Cuando se introdujo en las células o cerebros de ratones, la neurotoxicidad de la proteína escindida fue mayor.
Además, los investigadores mutaron la proteína para que AEP no pudiera escindirla, y encontraron que la proteína sin cortar era menos tóxica.
Además, el Dr. Ye y sus colegas encontraron fragmentos escindidos de alfa-sinucleína en muestras de tejido cerebral de personas con enfermedad de Parkinson, pero no en muestras de controles sanos.
En las muestras de control sano, los investigadores encontraron AEP exclusivamente en los lisosomas, que son orgánulos diminutos dentro de la célula que actúan como su «sistema digestivo». Pero en las muestras de tejido de las personas con enfermedad de Parkinson, AEP se desbordó en otras partes de la célula.
Estos hallazgos podrían apuntar a un nuevo objetivo para un medicamento potencial contra el Parkinson. Los ensayos en modelos animales ya han demostrado que un fármaco inhibidor de AEP conserva la memoria y puede tener un efecto preventivo contra la enfermedad de Alzheimer.
Aunque los investigadores señalan que la AEP no es la única enzima que descompone la alfa-sinucleína, lo que la hace más tóxica, el Dr. Ye y su equipo también están planeando probar fármacos inhibidores de AEP en animales con enfermedad de Parkinson.
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