Típicamente caracterizado como venenoso, corrosivo y con olor a huevos podridos, la reputación del sulfuro de hidrógeno pronto puede mejorar gracias a los investigadores de Johns Hopkins Medicine. En experimentos con ratones, los investigadores han demostrado que el gas maloliente puede ayudar a proteger las células cerebrales envejecidascontra la enfermedad de Alzheimer. El descubrimiento de las reacciones bioquímicas que lo hacen posible abre las puertas al desarrollo de nuevos fármacos para combatir las enfermedades neurodegenerativas.
Los hallazgos del estudio aparecen en la edición del 11 de enero de Actas de las Academias Nacionales de Ciencias .
"Nuestros nuevos datos vinculan firmemente el envejecimiento, la neurodegeneración y la señalización celular utilizando sulfuro de hidrógeno y otras moléculas gaseosas dentro de la célula", dice Bindu Paul, M.Sc., Ph.D., profesor de investigación en neurociencia en el Solomon H.Snyder del Departamento de Neurociencia de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y autor principal correspondiente del estudio.
El cuerpo humano crea naturalmente pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno para ayudar a regular las funciones en todo el cuerpo, desde el metabolismo celular hasta la dilatación de los vasos sanguíneos. El campo de gasotransmisión en rápido crecimiento muestra que los gases son las principales moléculas mensajeras celulares, con especial importancia en el cerebro.Sin embargo, a diferencia de los neurotransmisores convencionales, los gases no pueden almacenarse en vesículas. Por lo tanto, los gases actúan a través de mecanismos muy diferentes para facilitar rápidamente la mensajería celular. En el caso del sulfuro de hidrógeno, esto implica la modificación de las proteínas diana mediante un proceso llamado sulfhidratación química.que modula su actividad, dice Solomon Snyder, D. Phil., D.Sc., MD, profesor de neurociencia en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y coautor correspondiente del estudio.
Los estudios que utilizan un nuevo método han demostrado que los niveles de sulfhidratación en el cerebro disminuyen con la edad, una tendencia que se amplifica en pacientes con enfermedad de Alzheimer. "Aquí, utilizando el mismo método, ahora confirmamos una disminución de la sulfhidratación en el cerebro con EA,"dice el colaborador Milos Filipovic, Ph.D., investigador principal, Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften - ISAS.
Para la investigación actual, los científicos de Johns Hopkins Medicine estudiaron ratones modificados genéticamente para imitar la enfermedad de Alzheimer humana. Inyectaron a los ratones con un compuesto portador de sulfuro de hidrógeno llamado NaGYY, desarrollado por sus colaboradores en la Universidad de Exeter en el Reino Unido.que libera lentamente las moléculas de sulfuro de hidrógeno del pasajero mientras viaja por el cuerpo. Luego, los investigadores evaluaron los cambios en la memoria y la función motora de los ratones durante un período de 12 semanas.
Las pruebas de comportamiento en los ratones mostraron que el sulfuro de hidrógeno mejoró la función cognitiva y motora en un 50% en comparación con los ratones que no recibieron las inyecciones de NaGYY. Los ratones tratados pudieron recordar mejor las ubicaciones de las salidas de la plataforma y parecían más activos físicamente que sushomólogos no tratados con enfermedad de Alzheimer simulada.
Los resultados mostraron que los resultados conductuales de la enfermedad de Alzheimer podrían revertirse mediante la introducción de sulfuro de hidrógeno, pero los investigadores querían investigar cómo reaccionaba químicamente el cerebro a la molécula gaseosa.
Una serie de experimentos bioquímicos reveló un cambio en una enzima común llamada glucógeno sintasa β GSK3β. En presencia de niveles saludables de sulfuro de hidrógeno, GSK3β generalmente actúa como una molécula de señalización, agregando marcadores químicos a otras proteínas y alterando su funciónSin embargo, los investigadores observaron que en ausencia de sulfuro de hidrógeno, GSK3β se sobretrae a otra proteína en el cerebro llamada Tau.
Cuando GSK3β interactúa con Tau, Tau cambia a una forma que se enreda y se agrupa dentro de las células nerviosas. A medida que los grupos de Tau crecen, las proteínas enredadas bloquean la comunicación entre los nervios y eventualmente los hacen morir. Esto conduce al deterioro y eventual pérdida de la cognición, memoria y función motora que es característica de la enfermedad de Alzheimer.
"Comprender la cascada de eventos es importante para diseñar terapias que puedan bloquear esta interacción como lo hace el sulfuro de hidrógeno", dice Daniel Giovinazzo, MD / Ph.D. Estudiante, primer autor del estudio.
Hasta hace poco, los investigadores carecían de las herramientas farmacológicas para imitar cómo el cuerpo produce lentamente pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno dentro de las células ". El compuesto utilizado en este estudio hace precisamente eso y muestra que al corregir los niveles cerebrales de sulfuro de hidrógeno, podríamos revertir con éxitoaspectos de la enfermedad de Alzheimer ", dice el colaborador del estudio Matt Whiteman, Ph.D., profesor de terapéutica experimental en la Facultad de Medicina de la Universidad de Exeter.
El equipo de Johns Hopkins Medicine y sus colaboradores internacionales planean continuar estudiando cómo los grupos de azufre interactúan con GSK3β y otras proteínas involucradas en la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer en otros sistemas de células y órganos. El equipo también planea probar nuevas moléculas de suministro de sulfuro de hidrógeno comoparte de su empresa en curso.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina de Johns Hopkins . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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