Un estudio aclara cómo la espermina puede proteger contra el Alzheimer y el Parkinson

Un estudio aclara cómo la espermina puede proteger contra el Alzheimer y el Parkinson

Investigadores del Instituto Paul Scherrer PSI han explicado cómo la espermina, una pequeña molécula que regula muchos procesos en las células del cuerpo, puede prevenir enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson: hace que ciertas proteínas sean inofensivas, actuando un poco como el queso sobre la pasta y haciendo que se aglomeren. Este descubrimiento podría ayudar a combatir este tipo de enfermedades. El estudio ha sido publicado ahora en la revista científica.comunicación de la naturaleza.

Nuestra esperanza de vida sigue aumentando y, con ella, la frecuencia de las enfermedades relacionadas con la edad, incluidas las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson. Estas enfermedades son causadas por acumulaciones de estructuras proteicas dañinas en el cerebro formadas por proteínas amiloides mal plegadas. Su forma recuerda a las fibras o a los espaguetis. Hasta la fecha, no existe una terapia eficaz para prevenir o eliminar dichas acumulaciones.

Pero una molécula llamada espermina que se encuentra naturalmente en el cuerpo ofrece esperanza. Los investigadores dirigidos por el líder del estudio Jinghui Luo del Centro de Ciencias de la Vida del Instituto Paul Scherrer PSI descubrieron en experimentos que esta sustancia es capaz de prolongar la vida útil de pequeños gusanos nematodos, mejorar su movilidad en la vejez y fortalecer las centrales eléctricas de sus células: las mitocondrias. Específicamente, los investigadores observaron cómo la espermina apoya el sistema inmunológico del cuerpo en la eliminación de acumulaciones de proteínas amiloides que dañan los nervios.

Los nuevos hallazgos podrían servir como base para el desarrollo de nuevas terapias para este tipo de enfermedades.

Un mediador central de los procesos celulares.

El esperma es una sustancia vital para el organismo. Es una de las llamadas poliaminas, que son moléculas orgánicas relativamente pequeñas. El esperma, descubierto por primera vez hace más de 150 años, lleva el nombre del líquido seminal porque se encuentra allí en concentraciones particularmente altas. Pero también se encuentra en muchas otras células del cuerpo, especialmente en aquellas que son activas y capaces de dividirse.

La espermina promueve la movilidad y actividad celular y controla numerosos procesos. Interactúa principalmente con los ácidos nucleicos del genoma y, por tanto, regula la expresión de los genes y su conversión en proteínas. Esto asegura que las células puedan crecer y dividirse adecuadamente y eventualmente morir. Los espermatozoides también desempeñan un papel central en un importante proceso celular llamado condensación biomolecular: en este proceso, ciertas macromoléculas, como proteínas y ácidos nucleicos, se separan y se acumulan en forma de gotas dentro de la célula, lo que permite que se produzcan reacciones importantes allí.

En relación con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson, ya se ha demostrado que la espermina puede proteger las células nerviosas y aliviar la pérdida de memoria relacionada con la edad. Sin embargo, hasta ahora falta una comprensión más precisa de cómo interviene la espermina en los procesos que dañan los nervios, conocimientos que podrían derivar en beneficios médicos.

Apoyo en la eliminación de residuos celulares

El grupo de Jinghui Luo ha investigado esto con más detalle. Además de la microscopía óptica, los investigadores también utilizaron la tecnología de dispersión SAXS en la fuente de luz sincrotrón Suiza SLS de PSI para dilucidar la dinámica molecular de estos procesos. Los exámenes se realizaron en un capilar de vidrio (in vitro) y en un organismo vivo (en vivo). El nematodo C. elegans sirvió como organismo modelo.

Resultó que la espermina utiliza la condensación biomolecular para garantizar que las proteínas dañinas se acumulen y, hasta cierto punto, se agrupen. Esto permite un proceso llamado autofagia que ocurre rutinariamente en nuestras células: las proteínas dañadas o innecesarias se envuelven en pequeñas vesículas de membrana y se descomponen de manera segura mediante enzimas, prácticamente un proceso de reciclaje natural.

La autofagia es más eficaz para tratar grupos más grandes de proteínas. Y la espermina es, por así decirlo, el agente aglutinante que mantiene unidas las hebras. Entre las moléculas sólo existen fuerzas eléctricas débilmente atractivas, que las organizan pero no las conectan firmemente entre sí”.

Jinghui Luo, director de estudios

Todo esto, dice Luo, también se puede imaginar como un plato de espaguetis. "La espermina es como el queso: une los fideos largos y delgados sin pegarlos, lo que los hace más fáciles de digerir".

Buscando: la combinación adecuada de ingredientes

El esperma también influye en otras enfermedades, incluido el cáncer. También en este caso es necesario investigar para aclarar los mecanismos de acción; entonces serían concebibles enfoques terapéuticos basados ​​en la espermina. Además de la espermina, existen muchas otras poliaminas que cumplen funciones importantes en el organismo y, por tanto, son de interés médico. Por tanto, la investigación en esta área tiene un gran potencial. "Si entendemos mejor los procesos subyacentes", dice Luo, "podremos cocinar platos más sabrosos y más digeribles, por así decirlo, porque entonces sabremos exactamente qué especias y en qué cantidades hacen que la salsa sea especialmente deliciosa".

La inteligencia artificial también se utiliza en esta búsqueda porque puede calcular combinaciones prometedoras de “ingredientes de salsa” mucho más rápidamente basándose en todos los datos disponibles. Luo también señala que las técnicas de medición de la dispersión resuelta en el tiempo y las imágenes de alta resolución, que pueden visualizar dichos procesos en tiempo real y hasta el nivel subcelular, también son importantes para este y otros estudios posteriores. Aparte de PSI, estos métodos sólo están disponibles en algunas otras instalaciones de sincrotrón en todo el mundo.

Fuentes: