Estratègia per obtenir agregats de beta amiloide que podrien causar la mort de les neurones en Alzheimer

<p>Beta amyloid protein and AD are strongly linked but the role of this protein in this disease remains elusive. Hippocampus of transgenic mice overexpressing amyloid beta. In blue, neuronal nuclei. In green, beta amyloid plaques (E.Verdaguer/S.Brox)</p>
La beta amiloide està fortament vinculada a Alzheimer; encara cal revelar com hi influeix. Mostra de cervell de ratolí que sobreexpressa beta amiloide. En blau, nuclis neuronals. En verd, algunes plaques de beta amiloide (E.Verdaguer/S.Brox)
  • <p>Beta amyloid protein and AD are strongly linked but the role of this protein in this disease remains elusive. Hippocampus of transgenic mice overexpressing amyloid beta. In blue, neuronal nuclei. In green, beta amyloid plaques (E.Verdaguer/S.Brox)</p>
  • <p>Diagram of the barrel-shaped structure adopted  by aggregated beta amyloid in the neuronal cell membrane (Natàlia Carulla, IRB Barcelona)</p>

Científics de l’IRB Barcelona descriuen per primera vegada com preparar un agregat de proteïna beta-amiloide amb l’habilitat de perforar la membrana cel·lular

No es coneix encara què provoca la mort de neurones en l’Alzheimer així com el consegüent deteriorament cognitiu.

El cervell de milions de persones amb Alzheimer es va eixugant de neurones a poc a poc de manera indefugible. Tanmateix, què provoca la mort de les neurones és encara una incògnita. Diversos estudis proposen que la interacció de la proteïna beta amiloide amb la membrana de les neurones provoca neurotoxicitat.

Avui, un estudi de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) liderat per la investigadora associada,Natàlia Carulla, en col·laboració amb científics de la Universitat de Lovaina, a Bèlgica, de Groningen, a Holanda, i dels Serveis Científico-Tècnics de la Universitat de Barcelona presenta per primera vegada una estratègia per tal d’obtenir agregats de beta amiloide associats a membrana que adopten una estructura específica  de barril. Aquest tipus d’estructura –que també tenen altres proteïnes de la natura-, té la capacitat de formar porus en les membranes de les cèl·lules. El descobriment, traslladat al context de l’Alzheimer, fa pensar que l’agregat també podria foradar les membranes de les neurones, alterar l’equilibri cel·lular i induir la seva mort.

La descripció d’aquests agregats amb forma de barril a la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) és un primer pas necessari per poder comprovar si són tòxics a les neurones i si estan implicats en l’Alzheimer i així validar-los com a nova diana terapèutica. Els científics han aconseguit fer aquesta troballa estudiant al laboratori la proteïna beta amiloide en models simplificats de membranes.

Setge a la proteïna beta amiloide

La doctora Natàlia Carulla desenvolupa al Laboratori de Pèptids i Proteïnes mètodes per identificar la natura i estructura de les espècies tòxiques de beta amiloide. “Tothom parla de la importància dels oligòmers –agregacions d’unitats de la mateixa proteïna- de beta amiloide i la seva contribució en Alzheimer però si no sabem quins trets estructurals les caracteritzen, no sabem què buscar i, per tant, no es pot validar ni demostrar res”, explica Carulla. “No sabem si aquesta espècie és neurotòxica però gràcies al fet que adopta una estructura específica de barril podrem estudiar-la en el context de la malaltia perquè sabrem què buscar”, expliquen Montserrat Serra-Batiste i Martí Ninot-Pedrosa de l’IRB Barcelona, primer i segon signants de l’article, respectivament.

Els propers passos són obtenir l’estructura de l’oligòmer en tres dimensions i dissenyar anticossos específics que s’hi uneixin. Estudiaran la funció en neurones de pacients d’Alzheimer en cultiu. Seran experiments decisius per validar aquest agregat de beta amiloide com a diana terapèutica.

La línia de treball de Natàlia Carulla compta amb un ajut de La Marató de TV3 atorgat el 2014 i el suport del Pla Nacional i fons FEDER del Ministeri d’Economia i Competitivitat.

Article de referència:

Montserrat Serra-Batiste, Martí Ninot-Pedrosa, Mariam Bayoumi, Margarida Gairí, Giovanni Maglia, and Natàlia Carulla

Aβ42 assembles into specific β-barrel pore-forming oligomers in membrane-mimicking environments

PNAS (2016) doi: http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1605104113