Científicos del CSIC han liderado la investigación que ha descubierto una pequeña molécula capaz de promover la interacción entre dos proteínas que regulan el número y la función de las sinapsis. Estas conexiones neuronales funcionan de manera incorrecta y disminuyen en número en el caso de pacientes afectados por enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.
La pequeña molécula que han hallado promueve la interacción entre dos proteínas: el sensor neuronal de calcio (NCS-1) y el factor de intercambio de guanina (Ric8a). Ambas regulan el número y función de las sinapsis, lo que convierte a esta investigación en un primer paso para el potencial tratamiento de enfermedades como el Alzheimer, la de Huntington o el Parkinson, que se caracterizan por una disminución en el número y eficacia de sinapsis que preceden a la muerte neuronal.
Los científicos, que publican sus resultados en la revista Nature Communications, han empleado una novedosa metodología basada en una química dinámica reversible dirigida por proteínas. Los ensayos llevados a cabo en modelos de mosca Drosophila con Alzheimer confirman la regeneración de las sinapsis, las conexiones entre neuronas que hacen fluir la comunicación en el cerebro.
“Lo que proponemos es una nueva vía eficaz y novedosa aplicable en el área de descubrimiento de fármacos, que consiste en introducir a la proteína en la reacción química”, explica Ruth Pérez, investigadora del CSIC en el Centro de Investigaciones Biológicas. “Básicamente, se trata de generar sistemas químicos que funcionan bajo control termodinámico con una química reversible, es decir, con capacidad de autocorregirse ante estímulos externos”.
Los investigadores han encontrado y probado al mismo tiempo e in situ numerosos fragmentos de distintas moléculas, empleando para ello proteínas como plantilla. “Esto permite que se formen los compuestos más afines a dichas proteínas –detalla la científica–. La capacidad de adaptación que caracteriza a estos sistemas químicos funciona como en la Teoría de la Evolución de Darwin, ya que solo sobreviven las moléculas más fuertes. En otras palabras, diseñamos compuestos químicos como trajes a medida para las proteínas escogidas”.
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En este caso concreto, los científicos concluyen que la estabilización de la interacción entre NCS-1y Ric8a incrementa el número de sinapsis hasta niveles normales. “De momento, el trabajo se ha centrado exclusivamente en la mosca Drosophila, pero la molécula que hemos hallado es un prototipo interesante y, desde luego, una potencial candidata a fármaco para el tratamiento de estas enfermedades”, concluye Pérez.
Este trabajo se ha llevado a cabo gracias a la colaboración multidisciplinar de varios grupos de investigación nacionales. Equipos del Centro de Investigaciones Biológicas y la Universidad Complutense de Madrid han estudiado el mecanismo de reacción en tiempo real y las interacciones de las proteínas; un grupo del Instituto de Química Física Rocasolano del CSIC ha investigado el reconocimiento de las proteínas mediante técnicas biofísicas y cristalografía; y los ensayos en los modelos animales se han llevado a cabo en la Fundación IRyCIS.
