Un diagnóstico precoz y no invasivo revolucionario de enfermedades neurodegenerativas
La estructura está relacionada a menudo con la función y, con frecuencia, este es el caso de las proteínas, que presentan varios niveles de organización estructural compleja. Las proteínas mal plegadas carecen generalmente de actividad. Sin embargo, en algunos casos, estas proteínas inestables o fragmentos de las mismas (péptidos) pueden fusionarse para formar agregados estables que interfieren con la función celular. Gracias a una beca individual de investigación de las Acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana) (MSCA) concedida al proyecto UPRECON, Piotr Hańczyc, de la Universidad de Varsovia(se abrirá en una nueva ventana), ha desarrollado una tecnología que permite detectar las primeras fases de dicha acumulación, indicativas de neurodegeneración, antes de que aparezcan síntomas clínicos. Esto abre la puerta a tratamientos más efectivos que ralentizan o frenan la progresión de las enfermedades neurodegenerativas, mejorando así la calidad de vida de millones de personas y, posiblemente, su esperanza de vida.
Juntos a las duras y las maduras
Algunas de las enfermedades más importantes derivadas del mal plegamiento de las proteínas están relacionadas con los agregados amiloides(se abrirá en una nueva ventana). La acumulación amiloide, o amiloidosis, comienza con la agrupación de varias proteínas o monómeros peptídicos mal plegados para formar oligómeros(se abrirá en una nueva ventana). Estos, a su vez, pueden autoorganizarse en conjuntos similares a fibrillas poliméricas estables y citotóxicas ricas en láminas beta(se abrirá en una nueva ventana) denominadas placas. La formación de un estado amiloide en las proteínas está relacionado con múltiples enfermedades(se abrirá en una nueva ventana) como, por ejemplo, las enfermedades de Alzheimer, Parkinson y Huntington, y la diabetes tipo 2. El aumento de la esperanza de vida y el cambio del estilo de vida incrementarán probablemente la incidencia de estas afecciones con el envejecimiento. La mejora en el diagnóstico y el tratamiento de dichas enfermedades no solo beneficiará a millones de pacientes en todo el mundo, sino que además reducirá la carga financiera de los pacientes y sus familias, así como de los sistemas de atención sanitaria.
Dos fotones son mejor que uno
Si bien la tecnología y la comprensión han avanzado sustancialmente, los científicos solo podían detectar hasta el momento fibrillas amiloides maduras que, generalmente, están relacionadas con una etapa avanzada de la enfermedad. Hańczyc ha franqueado este escollo mediante el empleo de la espectroscopia láser ultrarrápida en combinación con la excitación de dos fotones con luz del infrarrojo cercano(se abrirá en una nueva ventana), lo que favorece una fuerte absorción de luz por los agregados amiloides pero no por las proteínas naturales. Hańczyc añade: «Descubrí que los agregados amiloides presentan una señal óptica única que los diferencia de los agregados más maduros durante sus primeras etapas de formación». Dado que la luz del infrarrojo cercano puede penetrar en tejidos profundos y su absorción no daña las células, podría convertirse en un método de elección para la tomografía craneal y la detección temprana de la agregación de proteínas.
Diagnóstico precoz de enfermedades neurodegenerativas
Hańczyc empleó su hallazgo para desarrollar una metodología patentada que conllevó la creación de una empresa derivada. «La tecnología permite la detección de formas oligoméricas de las fibrillas amiloides, desde la etapa muy temprana de su acumulación en el líquido cefalorraquídeo de pacientes con Alzheimer», comenta Hańczyc. Su empresa validará la tecnología con una muestra más amplia de voluntarios que podrían desarrollar síntomas cognitivos en diez o quince años. Las subvenciones MSCA son muy competitivas y financian proyectos con un alto nivel de riesgo pero con un enorme potencial si tienen éxito. Hańczyc ha alcanzado dicho éxito, lo que ha impulsado su carrera dedicada al desarrollo de herramientas seguras y no invasivas basadas en la óptica para la neurodegeneración. «Gracias a una mejor comprensión de los mecanismos moleculares que subyacen a la neurodegeneración, podemos desarrollar nuevas técnicas capaces de detectar, tratar y eliminar los factores de riesgo. Estas nuevas y potentes herramientas favorecerán diagnósticos y terapias personalizados», concluye Hańczyc.
