En un estudio reciente publicado en la procedimientos de la Academia Nacional de Cienciaslos investigadores evaluaron la capacidad de dos pequeñas moléculas de desintegrar las fibrillas de alfa-sinucleína.
Fondo
La enfermedad de Parkinson (EP), la demencia con cuerpos de Lewy (DLB) y la atrofia multisistémica (MSA) son condiciones neurodegenerativas definidas por la acumulación aberrante de una proteína llamada alfa-sinucleína. Esta proteína desordenada dificulta la determinación de su estructura atómica en forma soluble. La agregación de alfa-sinucleína primaria y sembrada se ha convertido en un importante foco de tratamiento para las sinucleinopatías. Actualmente se están investigando anticuerpos que se unen a agregados de alfa-sinucleína y pequeños compuestos que se unen a monómeros y limitan la agregación inicial.
Sobre el estudio
En el presente estudio, los investigadores presentaron moléculas pequeñas con la capacidad de desmontar fibrillas de alfa-sinucleína preformadas.
El equipo estudió la estructura del galato de epigalocatequina (EGCG) unido a filamentos helicoidales apareados de tau (PHF) aislados de cerebros de pacientes con enfermedad de Alzheimer. Se identificó el farmacóforo EGCG y se presentó un mecanismo putativo para la desagregación de EGCG basado en su estructura. El farmacóforo EGCG se empleó como un sitio de acoplamiento para seleccionar computacionalmente aproximadamente 60 000 moléculas pequeñas que se predijeron por sus características biofísicas para penetrar favorablemente en el sistema nervioso central (SNC). A partir de esta evaluación, el equipo identificó sustancias químicas capaces de desensamblar los PHF de tau, incluido el CNS-11. Además, los investigadores intentaron establecer si CNS-11 desagregaba exclusivamente las fibrillas tau o si tenía un efecto más amplio sobre las fibrillas amiloides.
El equipo examinó diez análogos químicos de CNS-11 para determinar si sus cualidades eran similares. A continuación, la capacidad de CNS-11g y CNS-11 para disociar in vitro Se evaluaron las fibrillas de alfa-sinucleína. Las muestras se trataron con tioflavina T (ThT), que era un marcador fluorescente para las fibrillas de amiloide, y se evaluó la fluorescencia de ThT. Para determinar si CNS-11 o CNS-11g afectaban la agregación de alfa-sinucleína primaria, se realizó una prueba de cinética de agregación de ThT.
Sobre la base de sus características biofísicas, se proyectó que tanto CNS-11 como CNS-11g tendrían una buena permeabilidad cerebral. Para determinar la permeabilidad cerebral de los compuestos, a ratones C57BL/6J se les inyectó en la vena de la cola 1 mg por kg de peso corporal de las moléculas.
Resultados
Los resultados del estudio mostraron que CNS-11 y su contraparte química CNS-11g tuvieron un impacto significativo en las fibrillas de alfa-sinucleína. Hubo una disminución significativa en la alfa-sinucleína insoluble en las fibrillas tratadas con el análogo CNS-11g. Los tres fármacos estudiados exhibieron una reducción en la señal de ThT, lo que indica una disminución en la cantidad de fibrillas. El recuento de fibrillas en las muestras tratadas con CNS-11 y CNS-11g se redujo cualitativamente. Además, se observó una disminución en el número de fibrillas visibles para ambos compuestos, pero especialmente para CNS-11g.
Hubo una ligera diferencia entre permitir que la alfa-sinucleína se ensamblara en presencia de CNS-11 o CNS-11g. Cuando las semillas de fibrillas se trataron con CNS-11g o CNS-11, se mitigó la elevación del tiempo de agregación, probablemente debido a las fibrillas preformadas. La alfa-sinucleína marcada con fluorescencia permaneció soluble al inicio del estudio. Sin embargo, la transducción de fibrillas de alfa-sinucleína exógena mediada por liposomas en las células provocó la agregación de la proteína autóctona, que puede observarse y cuantificarse dentro de la célula como puntos fluorescentes.
Se aislaron y evaluaron fibrillas post mortem de alfa-sinucleína del cerebro de un paciente con AMS. Mediante marcaje con inmunooro, se verificó que las fibrillas derivadas del cerebro eran alfa-sinucleína. El equipo notó una disminución en el número medio de fibrillas de imágenes para CNS-11g y CNS-11 en relación con el control. Además, hubo una disminución en la longitud de las fibrillas ya que las fibrillas MSA tratadas con CNS-11 y CNS-11g exhibieron una disminución del 25 % en la longitud media de las fibrillas.
Las células del biosensor HEK293T están fuertemente sembradas con alfa-sinucleína intracelular por fibrillas derivadas de MSA. En concentraciones submicromolares, se observó una reducción considerable en la siembra intracelular para los tres compuestos, con CNS-11g y CNS-11 exhibiendo comparable eficacia al EGCG de control. Estos resultados revelaron que estos fármacos pueden desagregar las fibrillas MSA derivadas del cerebro y que las fibrillas pretratadas con CNS-11 y CNS-11g fueron incapaces de sembrar la agregación de alfa-sinucleína intracelular.
Además, una hora después de la inyección de los compuestos en los ratones, se observaron concentraciones plasmáticas de CNS-11 y CNS-11g entre 2,5 y 11,7 ng/ml para CNS-11 y entre 5,2 y 23,5 ng/ml para CNS-11g. Además, CNS-11 y CNS-11g exhibieron permeabilidad cerebral. En el tejido cerebral, su concentración osciló entre 5,7 y 17,8 ng/g para CNS-11 y entre 3,5 y 25,5 ng/g para CNS-11g.
Conclusión
Los hallazgos del estudio destacaron la capacidad de dos fármacos para destruir la alfa-sinucleína. Además, el estudio demostró que los productos químicos son eficaces contra las fibrillas de alfa-sinucleína que se encuentran en el tejido cerebral del paciente y pueden ingresar de manera efectiva al tejido cerebral vivo en ratones. Se requiere una validación adicional para verificar su eficacia terapéutica. Sin embargo, estos hallazgos preliminares indican la posibilidad de estos compuestos como futuros líderes en el desarrollo de fármacos para el tratamiento de las sinucleinopatías.
