Las proteínas que recubren el azúcar pueden ayudar a comprender las enfermedades cerebrales

Un descubrimiento de la Universidad de Dundee tiene el potencial de ayudar a los científicos a comprender mejor las enfermedades neurológicas como el Alzheimer y el Parkinson.

Un descubrimiento de la Universidad de Dundee tiene el potencial de ayudar a los científicos a comprender mejor las enfermedades neurológicas como el Alzheimer y el Parkinson.

Los investigadores, dirigidos por el profesor Daan van Aalten de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad, han desarrollado una nueva forma de etiquetar proteínas en células humanas con una pequeña molécula de azúcar llamada O-GlcNAc. Hay más de 20 000 proteínas en cada célula humana y aproximadamente el 20 % de estas contienen O-GlcNAc.

El papel exacto que desempeña la O-GlcNAc sigue siendo un misterio, pero la molécula se encuentra en proteínas relacionadas con el Alzheimer, el Parkinson, la enfermedad de las neuronas motoras y la discapacidad intelectual.

Esto ha llevado a los científicos a plantear la hipótesis de que la interrupción de O-GlcNAc está relacionada con estas enfermedades, y el aumento de los niveles de O-GlcNAc parece tener un beneficio terapéutico. El equipo de Dundee ha desarrollado una técnica que les permite fijar de forma permanente el azúcar en las proteínas donde se encuentra naturalmente en niveles bajos, lo que les permite explorar exactamente lo que hace.

Los investigadores creen que su método, combinado con la tecnología de edición de genes en rápido desarrollo, podría ayudar a comprender las causas de las enfermedades en las que se interrumpe esta modificación del azúcar.

"Es probable que la perturbación del azúcar O-GlcNAc en una sola proteína pueda tener efectos nocivos en las neuronas sanas y otras células, pero hasta hace poco, el campo de investigación carecía de métodos para investigar esto", explicó el profesor van Aalten. “Ahora hemos creado la herramienta que nos permite hacer esto.

“Esto nos permite hacer preguntas sobre el papel de las modificaciones específicas del azúcar que están desreguladas en casos de discapacidad intelectual, así como otras enfermedades cerebrales. Nuestra técnica tiene un gran potencial para avanzar en el conocimiento de los trastornos relacionados con la O-GlcNAc y ayudar a desarrollar nuevas terapias”.

El Dr. Andrii Gorelik, el autor principal de la investigación, descubrió que el enlace carbohidrato-proteína se puede recodificar genéticamente (alterar) para fijar permanentemente el azúcar y permitir su estudio. Esta tecnología permite investigar la O-GlcNAc que se encuentra en una sola proteína dentro de las células humanas y organismos modelo y ahora se puede aplicar a modelos de diversas enfermedades neurológicas.

El Dr. Gorelik dijo: “Había estado trabajando en este problema durante varios años cuando algunas observaciones inesperadas me llevaron a establecer este nuevo método.

"Debido a que el enfoque es tan simple, puede usarse en prácticamente cualquier laboratorio de investigación biomédica en todo el mundo y, con suerte, dar como resultado hallazgos interesantes sobre el papel de O-GlcNAc en la fisiología normal y la enfermedad".

La investigación fue apoyada por la financiación de Wellcome Trust para el profesor van Aalten y el Dr. Gorelik. Los hallazgos fueron publicados hoy en la revista Nature Structural and Molecular Biology .