Nuevas simulaciones realizadas por científicos de la Universidad de Rice cuentan una historia de dos taus y cómo se relacionan con la enfermedad neurológica.
Su trabajo sugiere que las proteínas tau toman cualquiera de los dos caminos para formar agregados sospechosos de promover y quizás causar enfermedades de Alzheimer y Pick también conocido como demencia frontotemporal. Precisamente por qué sigue siendo un misterio, pero descubrirlo ofrece la posibilidad de controlar sus destinos..
Las proteínas Tau, particularmente en las neuronas, regulan principalmente los microtúbulos, los filamentos que sirven como caminos para la carga dentro de una célula y facilitan la división. Pero se presentan de muchas formas y, como resultado, pueden acumularse de distintas maneras.
El estudio del biofísico Peter Wolynes y su equipo en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias es el primer análisis computacional que establece una distinción entre las proteínas que forman las fibrillas sólidas que se encuentran en los cerebros de pacientes con Alzheimer y Pick o grupos desordenados similares a las plantas rodadoras que flotan en el citoplasma de las neuronas.
"Existe una relación entre la forma que se convierte en orgánulos sin membrana las plantas rodadoras y la forma que se convierte en fibras", dijo Wolynes, codirector del Centro de Física Biológica Teórica de Rice. "Parece haber dos vías distintas quela misma molécula de tau puede seguir, y el equilibrio entre las dos vías se ve afectado por algún proceso biológico ".
Dijo que los modelos sugieren que la fosforilación, que regula muchos procesos de señalización celular, puede ser el factor determinante.
"Una vez que descubramos cuál de estos agregados es el malo real, entonces debería ser posible intervenir en, digamos, el proceso de fosforilación en sí mismo para cambiar el equilibrio", dijo Wolynes.
El laboratorio de Rice utilizó su herramienta de análisis AWSEM de grano grueso memoria asociativa, mediada por agua, estructura y modelo de energía, que predice cómo se pliegan las proteínas, en una variedad de modelos de proteínas tau basadas en variantes de pacientes.La formación de fibras puede ser manipulada por fosforilación que ocurre en una multitud de sitios en la proteína tau.
"Encontramos que la fosforilación alentó la formación del agregado amorfo, pero no alentó la formación de la fibra, de todos modos, de todos modos", dijo Wolynes.
La fosforilación también puede salirse de los rieles, dijo. "Hay algo así como 20 sitios a lo largo de la proteína tau que pueden fosforilarse, pero en general, solo cuatro o cinco de ellos lo son", dijo Wolynes. "Pero a veces, ellosse han hiperfosforilado, lo que significa que las enzimas responsables del proceso hacen más. Terminan con, digamos, 10 sitios fosforilados en lugar de cinco, y eso puede tener algún efecto.
"Si la fosforilación adicional puede causar más enfermedad, nos gustaría descubrir qué quinasas realizan la fosforilación y tratar de inhibirlas con un medicamento, como lo hacemos en el tratamiento del cáncer", dijo.
Las proteínas Tau exhibieron otra característica interesante llamada retroceso, que los investigadores vieron en los péptidos beta amiloides que también están implicados en el Alzheimer. Ambos tienden a agregarse hasta que las barreras energéticas los obligan a desplegarse parcialmente y luego buscar otro camino hacia sus formas finales y más estables..
En ese punto de frustración, la agregación de taus parece ramificarse en diferentes direcciones, dijo Wolynes. Un conjunto de tau forma fibrillas paralelas que se agregan en las placas ordenadas observadas en los cerebros de los pacientes, mientras que el otro se agrega libremente en el grupo flotante.Los investigadores sugirieron que el mecanismo de retroceso puede ser una característica universal en la agregación de proteínas, un tema para futuros estudios.
Los agregados sueltos presentan sus propios desafíos a los científicos, dijo Wolynes.
"Son una pregunta de física en el siguiente sentido: son objetos localizados, pero ¿por qué no todos se juntan y forman un gran orgánulo, como sucede con las gotas de aceite en el agua?", Dijo."¿Es solo que les lleva demasiado tiempo moverse? ¿Es que están siendo constantemente fabricados y desarmados? ¿Y qué determina su tamaño?
"En este punto, sigue siendo una historia muy básica y bastante simple", dijo Wolynes. "La historia real de tau todavía es demasiado complicada para nosotros, pero lo que hemos aprendido hasta ahora es bastante sencillo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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