Alzheimer: ¿cómo crecen los ovillos tau?
Nueva investigación en el Revista de química biológica rompe el proceso a través del cual los ovillos de tau crecen tanto tiempo como lo hacen. Los hallazgos pueden conducir a nuevas terapias que se dirijan a la formación de agregados de tau en la enfermedad de Alzheimer.
Una de las características distintivas de la enfermedad de Alzheimer son los llamados ovillos tau. Tau es una proteína contenida en los axones de las células nerviosas.
Más específicamente, tau ayuda a formar microtúbulos, estructuras esenciales que transportan nutrientes dentro de las células nerviosas.
En un cerebro sano, la proteína tau ayuda a que estos microtúbulos se mantengan rectos y fuertes. Pero en la enfermedad de Alzheimer, la tau se colapsa en agregados llamados marañas. Cuando esto sucede, los microtúbulos ya no pueden sostener el transporte de nutrientes y otras sustancias esenciales en las células nerviosas, lo que eventualmente conduce a la muerte celular.
Qué tan tóxicos y dañinos pueden ser estos enredos de tau, y qué tan lejos se pueden propagar, depende de su longitud. Sin embargo, hasta ahora, los científicos no sabían por qué algunos ovillos de tau son más largos que otros en el Alzheimer, o cómo estos agregados crecen tanto en primer lugar.
Pero ahora, los científicos de la Universidad Estatal de Ohio en Columbus han ideado un modelo matemático que les ha ayudado a explicar qué procesos biológicos se encuentran detrás de la formación de los ovillos tau.
La nueva investigación, realizada por Carol Huseby, Jeff Kuret y Ralf Bundschuh, explica cómo los nudos crecen y alcanzan distintas longitudes.
Cómo se alargan las fibrillas de tau
Huseby y sus colegas comenzaron con un modelo básico de dos pasos de agregación de tau. El primer paso consiste en dos proteínas tau que se unen lentamente, y el segundo paso involucra moléculas tau adicionales que se unen a las dos proteínas.
Los investigadores ampliaron este modelo básico para incluir formas adicionales en las que se comportan las fibrillas de tau. Los científicos han descrito previamente las fibrillas como "los ovillos desenredados".
El modelo modificado predijo que la proteína tau se descompondría en varias fibrillas cortas. Sin embargo, los investigadores sabían que bajo el microscopio, los ovillos de tau revelan fibrillas largas, no cortas.
Entonces, en un intento de explicar la discrepancia entre lo que predijo el modelo y la realidad microscópica, los investigadores se preguntaron si las fibrillas más cortas se unían para formar fibrillas largas, de manera similar a las extensiones de cabello.
Otros experimentos en los que los científicos etiquetaron las fibrillas tau con colores fluorescentes revelaron que, de hecho, las fibrillas largas estaban formadas por fibrillas más cortas de diferentes colores que se habían unido en los extremos.
Según el conocimiento de los autores, estos hallazgos muestran por primera vez que las fibrillas de tau pueden aumentar de tamaño agregando más de una proteína a la vez. Por el contrario, las fibrillas más cortas se pueden adherir entre sí, alargando una fibrilla más rápidamente.
El coautor del estudio, Kuret, explica que los hallazgos pueden arrojar luz sobre cómo los ovillos de tau, e implícitamente, la enfermedad en sí, pueden propagarse de una célula a otra. Una vez que una fibrilla larga se "rompe en pequeños pedazos, estos pueden difundirse, facilitando su movimiento de una célula a otra", dice.
Además, dicen los investigadores, los hallazgos ayudan a dilucidar cómo las fibrillas de tau pueden crecer hasta tener cientos de nanómetros de largo. Además, tal conocimiento puede conducir a una nueva clase de medicamentos, que podrían evitar que la tau se agregue.
En el futuro, los científicos planean modificar su modelo para tener en cuenta los muchos matices que hacen que la proteína tau sea tan compleja. Por ejemplo, esta serie de experimentos solo usó un tipo de tau, pero hay seis isoformas de la proteína. Además, los procesos químicos, como la fosforilación, pueden cambiar aún más la estructura de la proteína.
