Cómo una sola proteína podría desbloquear la pérdida de visión relacionada con la edad

La investigación dirigida por la profesora de Sanford Burnham Prebys, Francesca Marassi, Ph.D., está ayudando a revelar los secretos moleculares de la degeneración macular, que causa casi el 90 % de todas las pérdidas de visión relacionadas con la edad. El estudio, publicado recientemente en la Revista biofísicadescribe la estructura flexible de una proteína sanguínea clave implicada en la degeneración macular y otras enfermedades relacionadas con la edad, como el Alzheimer y la aterosclerosis.

«Las proteínas en la sangre están bajo una presión constante y cambiante debido a las diferentes formas en que la sangre fluye por todo el cuerpo», dice Marassi. «Por ejemplo, la sangre fluye más lentamente a través de los vasos sanguíneos pequeños de los ojos en comparación con las arterias más grandes del corazón. Las proteínas de la sangre deben poder responder a estos cambios, y este estudio nos brinda verdades fundamentales sobre cómo se adaptan a su entorno. lo cual es fundamental para apuntar a esas proteínas para futuros tratamientos».

Hay cientos de proteínas en nuestra sangre, pero los investigadores se centraron en la vitronectina, una de las más abundantes. Además de circular en altas concentraciones en la sangre, la vitronectina se encuentra en el andamiaje entre las células y también es un componente importante del colesterol.

La vitronectina es un actor clave en muchas enfermedades relacionadas con la edad, pero para el equipo de Marassi, el objetivo más prometedor es la degeneración macular, que afecta a tantos como 11 millones de personas en los Estados Unidos. Se espera que este número se duplique para 2050.

“Esta proteína es un objetivo importante para la degeneración macular porque se acumula en la parte posterior del ojo y provoca la pérdida de la visión. Aparecen depósitos similares en el cerebro en la enfermedad de Alzheimer y en las arterias en la aterosclerosis”, dice Marassi. «Queremos entender por qué sucede esto y aprovechar este conocimiento para desarrollar nuevos tratamientos».

Para abordar esta cuestión, los investigadores se interesaron en conocer cómo la proteína cambia su estructura a diferentes temperaturas y bajo diferentes niveles de presión, aproximándose a lo que sucede en el cuerpo humano.

«Determinar la estructura de una proteína es la parte más importante para determinar su función», agrega Marassi. A través de un análisis bioquímico detallado, los investigadores encontraron que la proteína puede cambiar sutilmente su forma bajo presión. Estos cambios hacen que se una más fácilmente a los iones de calcio en la sangre, lo que, según sugieren los investigadores, conduce a la acumulación de depósitos de placa calcificada característicos de la degeneración macular y otras enfermedades relacionadas con la edad.

«Es un reordenamiento muy sutil de la estructura molecular, pero tiene un gran impacto en cómo funciona la proteína», dice Marassi. «Cuanto más aprendamos sobre la proteína a nivel estructural y mecánico, más posibilidades tendremos de abordarla con éxito con los tratamientos».

Estos conocimientos estructurales agilizarán el desarrollo de tratamientos para la degeneración macular porque permitirán a los investigadores y sus socios en la industria biotecnológica diseñar anticuerpos personalizados que bloqueen selectivamente la unión de calcio de la proteína sin interrumpir sus otras funciones importantes en el cuerpo.

«Tomará algún tiempo convertirlo en un tratamiento clínico, pero esperamos tener un anticuerpo que funcione como tratamiento potencial dentro de unos años», dice Marassi. «Y dado que esta proteína es tan abundante en la sangre, puede haber otras aplicaciones interesantes para este nuevo conocimiento que aún no conocemos».

Otros autores del estudio incluyen a Ye Tian, ​​Ph.D., Kyungsoo Shin, Ph.D., Alexander E. Aleshin, Ph.D., Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute y Wonpil Im, Lehigh University.