En un nuevo estudio, publicado en PLoS Biology, James Shorter, profesor de Bioquímica y Biofísica, en la Universidad de Pensilvania, y sus colaboradores, han señalado una necesidad urgente de encontrar formas de promover el ensamblaje beneficioso de la fibra amiloide, o de revertir sus agentes patógenos.
Las fibras amiloides, agregados de proteínas asociados a numerosas enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Parkinson, para la que no existen tratamientos eficaces, también pueden desempeñar un papel beneficioso y protector (en la levadura, se asocian con un aumento de la supervivencia y la evolución de nuevos rasgos).
Por otro lado, los seres humanos, forman nanoestructuras biológicas que albergan pigmentos y otras moléculas, y también pueden participar en la formación de la memoria a largo plazo. Las fibras amiloides se encuentran entre las estructuras más estables basadas en proteínas y, así, cuando son perjudiciales, como en la enfermedad de Parkinson, son muy difíciles de deshacer.
Los investigadores han descrito los mecanismos que hacen que las pequeñas proteínas de choque térmico (HSP), colaboren con otras moléculas que regulan el montaje y desmontaje de priones de levadura beneficiosos (amiloides que se pueden propagar entre individuos).
La levadura contiene una proteína llamada Hsp104, que desmonta rápidamente las fibras amiloides, actividad que es mucho más efectiva gracias a las pequeñas proteínas de choque térmico. Sn embargo, los seres humanos, y otros animales, carecen de Hsp104, por lo que los científicos siempre se han preguntado si las células humanas también pueden desmontar estas fibras amiloides, excepcionalmente estables.
En este estudio, el esquipo de Shorter estableció que, en ausencia de Hsp104, las proteínas de choque térmico de la levadura colaboran con otras moléculas chaperonas para despolimerizar, poco a poco, las fibras amiloides, mediante la eliminación, una a una, de subunidades de fibra. Esta actividad fue muy sorprendente, ya que, tradicionalmente, las proteínas de choque térmico pequeñas, y otras moléculas chaperonas, son famosas por sus funciones en la prevención de la agregación de proteínas.
Es importante destacar que las proteínas de la maquinaria amiloide-despolimerasa, se conservan en los seres humanos. De este modo, incluso sin Hsp104, las pequeñas proteínas humanas de choque térmico podrían colaborar con las moléculas humanas para despolimerizar, poco a poco, las fibras amiloides. Por ejemplo, ahora está claro que las células humanas albergan la maquinaria necesaria para eliminar las fibras amiloides, relacionadas con la enfermedad neurodegenerativa.
Short explica que 'en los seres humanos, las pequeñas proteínas de choque térmico, HspB5, estimulan otras proteínas de choque térmico, Hsp110, Hsp70 y Hsp40, para despolimerizar paulatinamente las fibras amiloides, formadas por la alfa-sinucleína, implicada en la enfermedad de Parkinson. Debido a que los monómeros (segmentos más cortos), y no los oligómeros tóxicos (segmentos más largos), son liberados por este sistema, creemos que esta es una forma muy segura para disolver amiloides'.
El objetivo es estimular esta maquinaria en los seres humanos, mediante el aumento de la expresión de proteínas de choque térmico. El siguiente paso será impulsar la actividad de este sistema, tal vez con fármacos, en modelos animales de enfermedades neurodegenerativas.