La misma glicoforma de RPTPζ porta ligandos CD33 y Siglec-8. A, alícuotas iguales de extracto de proteína total de la corteza cerebral humana de cuatro donantes (numerados) se resolvieron en geles de agarosa-acrilamida compuestos replicados y se transfirieron a PVDF. Una transferencia (paneles superiores) se sondeó con doble marcador con CD33-Fc (rojo) y anti-RPTPζ (verde) y una transferencia duplicada (paneles inferiores) con Siglec-8-Fc (rojo) y anti-RPTPζ (verde). B, el extracto de corteza cerebral humana se excluyó por tamaño (no se muestra) y se sometió a purificación por captura de afinidad como en la Figura 3. Se resolvieron alícuotas iguales de muestras de captura por afinidad en geles de agarosa-acrilamida compuestos replicados, se transfirieron a PVDF y se probaron con doble etiqueta. con Siglec-8-Fc (rojo) y anti-RPTPζ (verde) o con CD33-Fc (rojo) y anti-RPTPζ (verde) como se indica. Carriles: (1) precaptura; (2) preaclarado en perlas de IgG; (3) fluir a través (sin unir) de perlas Siglec-8-Fc; (4–7) lavados bajos en sal; y (8-10) eluciones altas en sal. Los geles de doble marca tenían marcadores de peso molecular personalizados visibles solo en las imágenes verdes. IgG, inmunoglobulina G; PVDF, fluoruro de polivinilideno; RPTPζ, proteína receptora tirosina fosfatasa zeta; Siglec, lectina de tipo inmunoglobulina fijadora de ácido siálico. Crédito: Revista de Química Biológica (2022). DOI: 10.1016/j.jbc.2022.101960
En un poco de investigación de «ingeniería inversa» utilizando tejidos cerebrales de cinco personas que murieron con la enfermedad de Alzheimer, los investigadores de Johns Hopkins Medicine dicen que descubrieron que una molécula de azúcar especial podría desempeñar un papel clave en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. Si la investigación adicional confirma el hallazgo, la molécula, conocida como glicano, podría servir como un nuevo objetivo para las pruebas de diagnóstico temprano, los tratamientos y quizás la prevención de la enfermedad de Alzheimer, dicen los investigadores.
El estudio fue publicado en línea el 20 de abril en el Revista de Química Biológica.
La enfermedad de Alzheimer es la forma más común de demencia en los Estados Unidos. Este trastorno progresivo, que afecta a unos 5,8 millones de estadounidenses, se produce cuando las células nerviosas del cerebro mueren debido a la acumulación de formas dañinas de proteínas llamadas amiloide y tau.
Limpiar las formas de amiloide y tau que causan enfermedades es el trabajo de las células inmunitarias del cerebro, llamadas microglia. Estudios anteriores encontraron que cuando la limpieza se ve afectada, es más probable que ocurra la enfermedad de Alzheimer. En algunas personas, esto es causado por una sobreabundancia de un receptor en las células de la microglía, llamado CD33.
«Los receptores no están activos por sí solos. Algo debe conectarse con ellos para evitar que la microglía limpie estas proteínas tóxicas en el cerebro», dice Ronald Schnaar, Ph.D., profesor de farmacología John Jacob Abel en la Escuela de la Universidad Johns Hopkins. de Medicina y director del laboratorio que dirigió el estudio.
Estudios anteriores realizados por los investigadores mostraron que para CD33, estas moléculas «conectoras» son azúcares especiales. Conocidas por los científicos como glicanos, estas moléculas son transportadas alrededor de la célula por proteínas especializadas que las ayudan a encontrar sus receptores apropiados. La combinación proteína-glicano se llama glicoproteína.
En un intento por averiguar qué glicoproteína específica se conecta con CD33, el equipo de investigación de Schnaar obtuvo tejido cerebral de cinco personas que murieron de la enfermedad de Alzheimer y de cinco personas que murieron por otras causas del Centro de Investigación de la Enfermedad de Alzheimer de Johns Hopkins. Entre los muchos miles de glicoproteínas que recolectaron de los tejidos cerebrales, solo uno se conectó a CD33.
Para identificar esta glicoproteína misteriosa, los investigadores primero necesitaban separarla de las otras glicoproteínas cerebrales. Dado que era el único en el cerebro que se unía al CD33, usaron esta función para «atraparlo» y separarlo.
Los glicanos se componen de varios bloques de construcción de azúcar que influyen en las interacciones de la molécula. Dichos azúcares pueden identificarse por sus partes componentes. Los investigadores utilizaron herramientas químicas para deconstruir el glicano paso a paso, estableciendo la identidad y el orden de sus componentes básicos. Los investigadores identificaron la porción de glucano de la glicoproteína como sulfato de queratán sialilado.
Luego, los investigadores determinaron la identidad del componente proteico tomando su «huella digital» mediante espectroscopia de masas, que identifica los componentes básicos de las proteínas. Al comparar la composición molecular de la proteína con una base de datos de estructuras proteicas conocidas, el equipo de investigación pudo concluir que la porción proteica de la glicoproteína era el receptor zeta de tirosina fosfatasa (RPTP).
Los investigadores llamaron a la estructura de glicoproteína combinada RPTP zeta S3L.
El grupo había encontrado previamente la misma «firma» de glicano en una proteína que controla las respuestas alérgicas en las vías respiratorias, y que la interrupción del glicano amortiguaba las respuestas alérgicas en ratones.
«Sospechamos que la firma de glucano que lleva RPTP zeta puede tener un papel similar en la desactivación de la microglía a través de CD33», dice Anabel Gonzalez-Gil Alvarenga, Ph.D., becaria postdoctoral en el laboratorio Schnaar y primera autora del estudio.
Otros experimentos mostraron que el tejido cerebral de las cinco personas que murieron con la enfermedad de Alzheimer tenía más del doble de RPTP zeta S3L que los donantes que no tenían la enfermedad. Esto implica que esta glicoproteína puede conectarse con más receptores CD33 que un cerebro sano, lo que limita la capacidad del cerebro para eliminar proteínas dañinas.
«La identificación de esta glicoproteína única proporciona un paso hacia la búsqueda de nuevos objetivos farmacológicos y diagnósticos potencialmente tempranos para la enfermedad de Alzheimer», dice Gonzalez-Gil.
A continuación, los investigadores planean estudiar más a fondo la estructura de RPTP zeta S3L para determinar cómo sus glicanos unidos le dan a la glicoproteína su capacidad única para interactuar con CD33.
Cómo una proteína en su cerebro podría proteger contra la enfermedad de Alzheimer
Anabel Gonzalez-Gil et al, ligando de sialoglicano del cerebro humano para CD33, un Siglec inhibidor microglial implicado en la enfermedad de Alzheimer, Revista de Química Biológica (2022). DOI: 10.1016/j.jbc.2022.101960
Citación: Investigadores relacionan la proteína tachonada de azúcar con la enfermedad de Alzheimer (27 de mayo de 2022) consultado el 27 de mayo de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-05-link-sugar-studded-protein-alzheimer-disease.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.
