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Infectividad por priones detectada
Los científicos han sabido durante décadas que las proteínas infecciosas llamadas priones causan algunas enfermedades neurodegenerativas, como las vacas locas o su variación humana, la enfermedad de Creutzfeld-Jakob. Cuando estas proteínas se pliegan normalmente, a menudo desempeñan funciones beneficiosas en biología; Sin embargo, si están mal plegadas, forman fibrillas enredadas llamadas amiloides que causan enfermedades. Es más, los priones mal plegados tienen la extraña capacidad de provocar que otras proteínas se doblen mal. El resultado es el deterioro o la muerte de células previamente sanas.
Recemos secretos: Las matrices de segmentos de proteínas, como la que se muestra arriba, ayudaron a los investigadores a identificar regiones de priones que hacen que otras proteínas cambien su forma.
Los científicos han tenido poca idea de cómo los priones causan tal destrucción. Ahora los investigadores del Instituto Whitehead de Investigación Biomédica han identificado tramos cortos de las proteínas que controlan cómo se forman, replican y cruzan los priones entre especies. Estas regiones pequeñas pero críticas de las proteínas pueden ser responsables de la naturaleza infecciosa de los priones, y los científicos pueden utilizarlas para crear tratamientos para las enfermedades causadas por priones. Puede ser posible diseñar medicamentos para apuntar específicamente a estas regiones e inhibir la formación de priones, dice Peter Tessier, el postdoctorado que realizó el estudio, publicado en línea en Naturaleza .
Trabajando en el laboratorio del miembro de Whitehead y profesor de biología del MIT Susan Lindquist, Tessier creó matrices de segmentos superpuestos de una proteína priónica no tóxica a partir de levadura de panadería. Al exponer estas matrices al dominio priónico completo de la proteína, identificó una pequeña región de la proteína que reclutó a los priones para que se doblaran mal en estructuras amiloides. Tessier llamó a la región, que constituye menos del 10 por ciento de la proteína, un elemento de reconocimiento.
Tessier encontró un elemento de reconocimiento similar cuando repitió el experimento con priones del hongo responsable de las infecciones por hongos en humanos. Sin embargo, los priones de la levadura de panadería no pudieron inducir a los priones del hongo patógeno a doblarse mal, y viceversa, es decir, los priones mantuvieron una barrera estricta de especies. Por el contrario, la proteína prión involucrada en las vacas locas y Creutzfeld-Jakob transmisible puede infectar tanto al ganado como a los humanos, cruzando entre especies.
Un prión de levadura artificial ensamblado a partir de piezas de ambos priones por otro laboratorio había demostrado la capacidad de cruzar la barrera de las especies de levadura, pero estudios anteriores no habían demostrado cómo. Usando sus matrices de proteínas, Tessier demostró que el prión artificial contiene los elementos de reconocimiento de ambas especies. Él cree que los priones naturales a menudo también pueden contener más de un elemento de reconocimiento, lo que quizás explique la capacidad de algunos priones para cruzar especies.
Aunque Tessier está entusiasmado con estos hallazgos, advierte que todavía hay muchas cosas que los investigadores desconocen sobre estos elementos de reconocimiento. Por ejemplo, aunque los tipos de aminoácidos que contienen parecen ser importantes, no existe una similitud obvia entre las secuencias de los dos elementos que han identificado hasta ahora. Generalmente, no entendemos qué es importante acerca de estos sitios, dice Tessier.
Además, aunque parece probable que mecanismos similares desempeñen un papel en la formación de amiloides priónicos de mamíferos, demostrar esto puede ser difícil, ya que la proteína de la vaca loca es mucho más difícil de trabajar para los investigadores que los priones de levadura. Pero Tessier ya ha comenzado el esfuerzo por extender su técnica y comprensión a los priones patógenos.