Diseñan moléculas que ayudarían a tratar enfermedades neuronales

 
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BOGOTÁ D. C., 25 de agosto de 2016 — Agencia de Noticias UN-

Si estos péptidos funcionan, podrían evitar el daño neuronal producido después de una isquemia cerebral o trombosis, como se conoce esta patología, al actuar en calidad de agentes reguladores para que las células alteradas (cuando falte el oxígeno y nutrientes) retornen a la normalidad. Tal aplicación resulta muy valiosa, pues, aunque es un modelo inicial sobre el que se desarrollan ensayos in vitro (de laboratorio), también funcionaría en otras alteraciones neuronales.En el micromundo de los péptidos, hallar los indicados para esta función tan compleja y precisa es la tarea en la que se ha embarcado el Grupo de Investigación en Proteínas (GRIP) de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), del cual forma parte el profesor Reyes, doctor en Ciencias Químicas.

Para ello, este equipo de investigación parte de un receptor de glutamato a nivel neuronal, llamado NMDA (N–Metil–D–Aspartato).

El glutamato es uno de los neurotransmisores más importantes del sistema nervioso central, porque interviene en la transmisión de las corrientes eléctricas que producen procesos fisiológicos tan fundamentales en el ser humano, como la memoria y el aprendizaje. Además, estos requieren canales iónicos, complejos proteicos con un poro que permite la entrada selectiva de varios iones a una célula.

Cuando estos canales no funcionan de forma adecuada generan desbalance entre las neuronas y afloran algunas patologías como dolores neuropáticos, alzhéimer, isquemias o párkinson.

La isquemia, el modelo sobre el cual trabaja el GRIP, se produce cuando el aporte de oxígeno al encéfalo disminuye o es interrumpido, según el profesor Rodrigo Pardo de la Facultad de Medicina de la U.N.

“Al haber bloqueo en el transporte de oxígeno a las células, la reacción puede llevar a la muerte neuronal”, explica por su parte el profesor Reyes. Además, precisa, el mayor impacto no es generado por el evento isquémico, sino por el fuerte choque que sufren las células al restablecerse el flujo sanguíneo, pues estas reaccionan y abren todos sus canales, lo cual produce una entrada excesiva de calcio. Así, esto generaría más daño que el mismo derrame cerebral.

Por ello, un complejo proteico como el receptor NMDA es un buen blanco farmacológico para estos casos, ya que contribuiría de manera eficaz en la respuesta de las células ante el restablecimiento del flujo sanguíneo en condiciones más regularizadas y, como tal, menos nocivas.

La toxina del caracol

Para iniciar el diseño de los péptidos, el equipo investigador tomó como base de estudio una toxina denominada Conantokina G, extraída del Conus geographus, un caracol de mar de vistosos colores, el cual es carnívoro.

Esta toxina tendría la capacidad de bloquear el paso excesivo de iones a través del canal de estudio, pues se une de manera muy selectiva a la subunidad (asociación de varias proteínas) que modula la apertura o cierre del receptor evaluado.

La sustancia funciona como antagonista del receptor, toda vez que cambia su acción normal y bloquea el paso de iones a través de este. Con ella han desarrollado ensayos en el mundo, estos indican que se une muy fuerte a la subunidad y casi bloquea el canal de manera permanente. Sin embargo, en casos como los mencionados, se requiere que el bloqueo sea solo temporal para asegurar que estos canales vuelvan a ser funcionales.

Por tanto, los investigadores de la U.N. trabajan en el diseño de péptidos que tengan una afinidad menos fuerte que la Conantokina G, con el fin de lograr su reversibilidad al suministrarlos después de un evento isquémico y, así, evitar el daño neuronal.

Bioinformática, laboratorio virtual

Los péptidos fueron diseñados con ayuda de la bioinformática, que permite simular su comportamiento in silico, un procedimiento virtual que resulta muy favorable, pues no requiere trabajo in vitro, ni in vivo (pruebas de campo), realizado con animales de experimentación.

En principio fueron propuestos 80 péptidos y después del análisis in silico determinaron evaluar in vitro cuatro de ellos y uno adicional que actúa como control. Posteriormente, fueron llevados liofilizados a Nueva York para los estudios correspondientes.

A la fecha se han examinado dos péptidos y el control. En desarrollo de la tesis doctoral en Biotecnología del estudiante Edwin Reyes, fue evaluada la especificidad de cada uno de los péptidos hacia el receptor NMDA y la reversibilidad de su unión al disminuir su concentración en el medio.

El investigador dispuso los péptidos en cultivos celulares y con la técnica de electrofisiología (estímulos eléctricos) revisó si los canales funcionaban o actuaban como antagonistas; además, si no quedaban adheridos al receptor. Por ello, fue necesario hacer la evaluación durante la presencia del péptido en el medio y luego de ser retirado, para determinar la recuperación de las células.

Al final, se encontró que dos de estos péptidos funcionan muy bien al ejercer la función de antagonista buscada y, además, actúan de manera selectiva para la subunidad GluN2.

Dado el importante hallazgo, el equipo inició el trámite de patentar los péptidos.

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