Un estudio del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) en España y de la Northwestern University (EEUU) documenta un nueva nanoterapia contra las enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer y la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) administrada con trehalosa, un azúcar natural de las plantas.
Este estudio ha sido publicado en la revista Journal of the American Chemical Society.
El nuevo tratamiento tiene como finalidad proteger a las neuronas en las enfermedades neurodegenerativas y está basado en la administración de nanofibras y trehalosa, que es un azúcar natural de las plantas.
Esta nanoterapia atrapa y neutraliza las proteínas tóxicas para detener la progresión de la enfermedad y, una vez atrapadas, las proteínas tóxicas ya no pueden penetrar en las neuronas y se degradan sin causar daños.
Proteínas que se pliegan mal y causan la muerte celular
En enfermedades neurodegenerativas devastadoras como el alzhéimer y la ELA, las proteínas se pliegan mal y se aglutinan en torno a las células neuronales del cerebro y la médula espinal, lo que en última instancia conduce a la muerte celular.
El nuevo tratamiento atrapa eficazmente las proteínas antes de que puedan agregarse en estructuras tóxicas capaces de penetrar en las neuronas, y una vez atrapadas, las proteínas se degradan sin causar daños en el organismo.
Esta estrategia de “limpieza” se probó en neuronas humanas cultivadas en laboratorio y sometidas al estrés de proteínas causantes de enfermedades, y los resultados mostraron un aumento significativo de la supervivencia de las neuronas.
Según uno los autores principales del estudio, Samuel I. Stupp, de la Northwestern University, la investigación “pone de relieve el apasionante potencial de los nanomateriales de ingeniería molecular para abordar el origen de las enfermedades neurodegenerativas”.
Evitar agregados tóxicos
En muchas de estas enfermedades, las proteínas pierden su estructura plegada funcional y se agregan para formar fibras destructivas que penetran en las neuronas y son altamente tóxicas para ellas.
El nuevo tratamiento funciona atrapando las proteínas mal plegadas y evitando que formen agregados tóxicos en una fase temprana, y esto incluye el bloqueo de la formación de oligómeros solubles y fibras amiloides cortas, estructuras conocidas por penetrar en las neuronas y causar el mayor daño.
Zaida Alvarez, investigadora principal del grupo de Biomateriales para la Regeneración Neural del IBEC y una de las autoras del estudio, consideró que con una investigación continuada “este enfoque podría ralentizar significativamente la progresión de la enfermedad”.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), hasta 50 millones de personas en todo el mundo podrían padecer un trastorno neurodegenerativo, y la mayoría de estas enfermedades se caracterizan por la acumulación de proteínas mal plegadas en el cerebro, lo que conduce a la pérdida progresiva de neuronas.
Aunque los tratamientos actuales ofrecen un alivio limitado, sigue existiendo una necesidad acuciante de nuevas terapias, y para afrontar este reto los investigadores recurrieron a una clase de péptidos anfifílicos -con un extremo hidrofílico y otro hidrófobo- que contienen cadenas modificadas de aminoácidos.
Las moléculas de este novedoso concepto terapéutico se descomponen en lípidos, aminoácidos y azúcares inocuos, por lo que hay menos efectos secundarios adversos.
Una solución recubierta de azúcar
A fin de desarrollar un péptido anfifílico para tratar enfermedades neurodegenerativas, el equipo investigador añadió un ingrediente extra: un azúcar natural de las plantas llamado trehalosa.
“La trehalosa se encuentra de forma natural en plantas, hongos e insectos -explicó la primera autora del estudio, Zijun Gao-, y los protege de los cambios de temperatura, sobre todo de la deshidratación y la congelación”.
Los investigadores están convencidos de que el novedoso método de utilizar nanofibras inestables recubiertas con trehalosa para atrapar proteínas ofrece una vía prometedora para desarrollar terapias nuevas y eficaces contra el alzhéimer, la ELA y otras enfermedades neurodegenerativas.
Al igual que los tratamientos contra el cáncer combinan múltiples terapias -como la quimioterapia y la cirugía o la terapia hormonal y la radiación-, la nanoterapia puede ser más eficaz cuando se combina con otros tratamientos.
