Nueva matriz de sensores fluorescentes ilumina proteínas relacionadas con el Alzheimer para detección más temprana

Muchas enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y el Parkinson, plantean un desafío de diagnóstico en sus primeras etapas antes de que se manifiesten los síntomas. La identificación de biomarcadores relacionados con enfermedades, como los amiloides, que son proteínas agregadas, podría ofrecer información temprana crucial si se pueden detectar de manera efectiva. Ahora, los investigadores han desarrollado un nuevo método que emplea una serie de moléculas sensoras para iluminar los amiloides. Esta innovación podría desempeñar un papel importante en el monitoreo de la progresión de la enfermedad o en la diferenciación de diversos trastornos relacionados con el amiloide.

En las enfermedades neurodegenerativas, un factor común es la interrupción de la comunicación cerebral, a menudo debido a grupos "pegajosos" de proteínas mal plegadas llamadas amiloides que interrumpen la transmisión de señales. Se cree que estos amiloides son parte integral de la progresión de la enfermedad de Alzheimer, lo que sugiere su potencial como marcadores de diagnóstico temprano para ampliar las posibilidades de tratamiento. Si bien las técnicas de radioimagen como la tomografía por emisión de positrones (PET) pueden detectar amiloides, requieren equipos avanzados y generalmente se dirigen solo a amiloides específicos relacionados con la enfermedad. Como alternativa, se han investigado técnicas de imágenes de fluorescencia por su capacidad más simple pero sensible para detectar múltiples amiloides distintos.

Imagen: La iluminación de proteínas relacionadas con el Alzheimer permite la detección más temprana de enfermedades (Fotografía cortesía de 123RF)

Un equipo de investigadores de la Universidad de Sydney (Nueva Gales del Sur, Australia) se propuso desarrollar un conjunto de sensores fluorescentes específicamente para amiloides. Esta herramienta tiene como objetivo monitorear la progresión de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades y diferenciar los amiloides atípicos de otras proteínas formadoras de amiloide naturales. Inicialmente, el equipo combinó en una matriz cinco sondas moleculares basadas en cumarina, cada una de las cuales respondía con diferentes niveles de fluorescencia al encontrar amiloides. Sin embargo, descubrieron que utilizando sólo dos de estas sondas, elegidas por sus fuertes respuestas de fluorescencia, aún así se obtenía un sistema de detección altamente sensible y se proporcionaba una "huella digital" fluorescente única para los amiloides individuales.

La eficacia de esta matriz de dos sondas se probó en un fluido biológico simulado que contenía moléculas que potencialmente podrían alterar la detección. Sin embargo, la matriz mantuvo su alta sensibilidad y selectividad. Su eficacia se validó aún más utilizando muestras de cerebros de modelos de ratón con Alzheimer. Los investigadores observaron distintos patrones de fluorescencia en las etapas tempranas (6 meses) y posteriores (12 meses) de la enfermedad. Además, la matriz produjo una firma de fluorescencia distinta para tres amiloides típicamente asociados con la enfermedad de Alzheimer, otro amiloide relacionado con la enfermedad y cinco "amiloides funcionales" no implicados en la enfermedad. Según los investigadores, esta herramienta ofrece el potencial de diferenciar entre amiloides estrechamente relacionados, allanando el camino para un diagnóstico más temprano y preciso de enfermedades relacionadas con los amiloides.

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La Universidad de Sydney