Los investigadores obtienen nuevos conocimientos sobre la formación de amiloides no patológicos

​Un equipo de científicos del laboratorio VIB de Han Remaut (VIB-VUB) y el laboratorio de Yves Dufrêne en UCL Louvain-La-Neuve colaboraron en un estudio de amiloides funcionales: agregados de proteínas con la estructura amiloide típica que no conducen a enfermedad, sino que cumplen una función biológica específica. Dirigido por Mike Sleutel (VIB-VUB), el equipo utilizó un método de microscopía novedoso para examinar la formación de amiloides funcionales por bacterias en tiempo real, observando el crecimiento clave y las características reguladoras que podrían conducir a nuevos biomateriales, así como conocimientos sobre el desarrollo y progresión de enfermedades humanas causadas por placas amiloides patológicas. Su investigación se publica en la reconocida revista científica Nature Chemical Biology.

En humanos, los amiloides están asociados con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson y la enfermedad de Huntington, y enfermedades priónicas como la encefalopatía espongiforme bovina (BSE) y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. En estos amiloides patológicos, las proteínas quedan atrapadas en una forma tóxica que provoca la muerte celular y provoca daños en el cerebro y los órganos y, finalmente, la muerte.

Proteínas con propósito Las
placas amiloides están compuestas de proteínas o fragmentos de proteínas que se organizan en fibras en espiral que crecen continuamente atrayendo nuevas moléculas. Investigaciones anteriores han indicado que el daño tisular resultante en la enfermedad humana es causado principalmente por pequeños agregados de proteínas generados durante las primeras etapas de la formación de amiloide. Estos predecesores moleculares de los amiloides están compuestos por las mismas subunidades, pero difieren en su estructura. Las bacterias, sin embargo, tienen la notable capacidad de producir “amiloides funcionales” a través de una vía deliberada que no implica la formación de intermediarios tóxicos.

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Prof. Dr. Han Remaut (VIB-VUB): “El objetivo de esta investigación era aprender más sobre el proceso por el cual las bacterias pueden eludir el desarrollo de estos intermediarios tóxicos nocivos. Para hacerlo, confiamos en la microscopía de fuerza atómica de alta velocidad, que nos permitió observar el crecimiento de las fibras amiloides individuales 100 veces más rápido que los microscopios de fuerza atómica convencionales”.

Nuevas vías crean amiloides no tóxicos
Los científicos descubrieron que curli, un tipo de amiloides funcionales creados por E. coli para formar biopelículas, sigue un proceso de desarrollo diferente al de los amiloides patológicos. Observaron el desove y el crecimiento de las fibras de curli bajo el microscopio de fuerza atómica. Durante el proceso de formación del núcleo del desarrollo amiloide, las subunidades de curli se acumulan en fibras de tamaño mínimo que inmediatamente tienen las mismas propiedades que las curli maduras.

Dr. Mike Sleutel (VIB-VUB): “Las fibras de Curli se forman de tal manera que las subunidades se organizan fácilmente en un fragmento amiloide mínimo sin formar ninguno de los estados intermedios tóxicos que están involucrados en las enfermedades amiloides. Además, descubrimos que las bacterias tienen la capacidad de regular el crecimiento de estas fibras curli mediante la producción de proteínas que pueden bloquear los sitios donde se unirían las subunidades entrantes”.

Futuras avenidas fascinantes
Curli es un sistema modelo ideal para descubrir las diferencias entre los amiloides funcionales y patológicos, y para comprender cómo las bacterias pueden lidiar con tipos de amiloides potencialmente tóxicos sin sufrir daños. Aún más, los amiloides funcionales podrían servir como futuros componentes básicos de nuevos biomateriales.

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La estudiante de doctorado y coautora Imke Van Den Broeck (VIB-VUB): “Una vía de investigación interesante que estamos siguiendo es la producción de fibras amiloides genéticamente modificadas para mostrar grupos funcionales de interés, como anticuerpos, enzimas, etc. enfoque, prevemos la formación de nanocables autoensamblables con funciones programables para crear una nueva clase de biomateriales”.

Nota: El laboratorio de Han Remaut es parte del Centro VIB-VUB de Biología Estructural
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Publicación
Nucleación y crecimiento de un amiloide funcional bacteriano con una resolución de fibra única, Sleutel et al., Nature Chemical Biology

Preguntas de los pacientes
No es lo mismo un avance en investigación que un avance en medicina. Las realizaciones de los investigadores de VIB pueden formar la base de nuevas terapias, pero el camino del desarrollo aún lleva años. Esto puede generar muchas preguntas. Por eso, le pedimos que remita las preguntas de su informe o artículo a la dirección de correo electrónico que VIB pone a su disposición a tal efecto: [email protected] . Todos pueden enviar preguntas sobre esta y otras investigaciones médicas directamente a VIB a través de esta dirección.

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