Un grupo de investigación colaborativo ha descubierto un nuevo mecanismo en el crecimiento de las fibrillas de beta-amiloide (Aβ), que están estrechamente asociadas con la enfermedad de Alzheimer. Mediante el uso de microscopía avanzada de fuerza atómica de alta velocidad (HS-AFM), el equipo pudo observar el crecimiento de las fibrillas de Aβ a nivel molecular en tiempo real. Este avance arroja nueva luz sobre cómo crecen estas fibrillas y cómo se puede detener eficazmente su progresión.
La enfermedad de Alzheimer es un trastorno neurodegenerativo grave que provoca deterioro cognitivo y pérdida de memoria. Uno de los principales factores que contribuyen a la enfermedad es la acumulación de proteínas Aβ en el cerebro, que se agrupan para formar fibrillas. Estas fibrillas interfieren en la función cerebral y comprender cómo crecen y cómo se pueden detener es esencial para desarrollar nuevos tratamientos. Sin embargo, los mecanismos exactos de crecimiento de las fibrillas Aβ y las formas de detenerlas no han estado claros, hasta ahora.
Los investigadores, entre los que se encuentran equipos del Centro de Investigación Exploratoria sobre la Vida y los Sistemas Vivos y del Instituto de Ciencias Moleculares de los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales, así como de la Universidad de la Ciudad de Nagoya, la Universidad de Nagoya y la Universidad de Tsukuba, descubrieron que cada fibrilla de Aβ está compuesta por dos hebras delgadas, llamadas protofilamentos. Estos protofilamentos crecen en un patrón alterno, con moléculas individuales de Aβ añadiéndose a los extremos de cada hebra una a la vez.
Un hallazgo fundamental del estudio fue que cuando los extremos de estos dos protofilamentos se alinean, la fibrilla entra en un "estado de pausa", en el que el crecimiento se detiene temporalmente. Esta pausa en el crecimiento es un paso crucial en el proceso de formación de fibrillas de Aβ y podría ser clave para comprender cómo progresa la enfermedad de Alzheimer. Uno de los descubrimientos más notables fue el papel de un anticuerpo, el 4396C, que se une selectivamente a los extremos de las fibrillas Aβ durante este estado de pausa. Una vez que el anticuerpo se une, la fibrilla queda bloqueada en este estado y se impide su crecimiento. Este hallazgo revela un nuevo y prometedor enfoque para detener el crecimiento de las fibrillas Aβ y, potencialmente, ralentizar la progresión de la enfermedad de Alzheimer.
Las observaciones detalladas de alta resolución realizadas con HS-AFM permitieron al equipo de investigación descubrir este mecanismo de crecimiento y pausa alternados, que no se había identificado previamente. Al centrarse en el estado de pausa de las fibrillas Aβ, este estudio abre nuevas posibilidades para el desarrollo de tratamientos que puedan retrasar o detener la enfermedad de Alzheimer a nivel molecular .
En el futuro, el equipo planea investigar más a fondo la acción del anticuerpo 4396C, con la esperanza de aplicar estos hallazgos para crear nuevos enfoques terapéuticos para la enfermedad de Alzheimer. Además, el descubrimiento puede tener implicaciones más amplias para otras enfermedades relacionadas con la amiloide, ya que los conocimientos adquiridos a partir de este estudio podrían informar sobre los tratamientos para una variedad de afecciones que involucran la agregación de proteínas.
El trabajo se publica en el Journal of the American Chemical Society.