Los investigadores desarrollan la nueva molécula que ata al sistema cerebrovascular

El [email protected] y los investigadores de los E.E.U.U. han desarrollado una molécula llamada FRW que, en pruebas con los ratones, probó capaz de atar a los vasos sanguíneos en el cerebro pero no en otros órganos cuando estaba inyectado en la circulación sanguínea. Utilizaron la técnica para producir el primer mapa completo de la vasculatura del cerebro, pavimentando la manera para la creación de las estrategias y de las terapias diagnósticas nuevas de la proyección de imagen para las enfermedades tales como Alzheimer y Parkinson.

La investigación fue soportada por el asiento de investigación de São Paulo - FAPESP y llevada por Ricardo José Giordano, profesor en la universidad del instituto de la química de São Paulo (IQ-USP) en el Brasil y jefe de su laboratorio de biología vascular. Los resultados se publican en procedimientos de la National Academy of Sciences (PNAS).

Como Giordano explicó, el obstáculo principal al revelado de las drogas capaces de atar a los vasos sanguíneos en el cerebro es la barrera hematoencefálica, un límite celular permeable selectivamente que proteja el sistema nervioso central contra substancias potencialmente tóxicas en la circulación sanguínea. Sin embargo, esta investigación muestra que FRW ata exacto a las uniones endoteliales de la célula en la barrera hematoencefálica.

Además de producir un mapa completo de la vasculatura del cerebro, por lo tanto, la nueva técnica se podría también utilizar para descubrir la clase de entrehierro en la barrera hematoencefálica que puede ser una de las causas de enfermedades neurodegenerative tales como Alzheimer y Parkinson.

“Teóricamente hablando, si FRW no ata al sistema cerebrovascular, es un signo que la barrera está empeorada,” Giordano informó.

Para realizar el estudio, los investigadores utilizaron una biblioteca de bacteriófagos, generalmente llamada los fagos - los virus que infectan bacterias y pueden ser utilizados para entregar las moléculas porque son inofensivas a otros organismos.

“Cada uno de los fagos en la biblioteca ha sido modificado por la ingeniería genética para tener un diverso péptido superficial [pedazo de la proteína] del del virus original. Este péptido lleva un marcador se descubra que cuando ata a las proteínas específicas, sea ellos en el sistema cerebrovascular, en tumores, riñones u otras regiones del organismo,” Giordano dijo.

Se sabe la técnica como bacteriófago visualiza y ganó el Premio Nobel 2018 En la química para sus creador, George P. Smith y Gregory P. Winter. Despliegue bacteriófago primero descrito de Smith en 1985. En la década siguiente, la técnica fue adaptada para el uso a los animales vivos por Renata Pasqualini, investigador Brasileño-nacido en la universidad de Rutgers en los E.E.U.U. y uno de los autores del artículo en PNAS.

La investigación llevada por Giordano comenzó en 2011 como parte de un proyecto para el cual asiento de investigación de São Paulo - FAPESP concedió una beca científica del lanzamiento a la espiga pantanosa del pantano de Hui, primer autor del artículo. La espiga continuó centrarse en este interés de la investigación para su capitán y otra vez para su doctorado, terminado recientemente en IQ-USP.

FAPESP también ofreció el financiamiento a Giordano vía un investigador joven Grant y una beca de investigación regular.

Para llegar la molécula, los investigadores inyectaron ratones con una biblioteca entera que comprendía unos 10 mil millones diversos fagos. Los virus modificados circularon en la circulación sanguínea, y aunque la mayoría fueran eliminadas por el organismo, un poco de salto a la vasculatura de diversos órganos y los tejidos, incluyendo la barrera hematoencefálica.

Estos fagos fueron extraídos de los cerebros de los animales y cultivados en bacterias de modo que se multiplicaran. Los fagos de la siguiente-generación fueron inyectados en otros ratones para aumentar la selección. Después de tres ciclos, aproximadamente 3.000 fagos limitan a los vasos sanguíneos en el cerebro.

“El proceso de selección fue ganado por los péptidos con la mayoría de la afinidad con el sistema cerebrovascular porque multiplicaron la mayoría,” Giordano explicó.

Fuera de los 3.000 péptidos impares que limitan a la barrera hematoencefálica, 1.021 contuvieron una serie de tres aminoácidos: fenilalanina, arginina y triptófano (FRW).

“Encontramos esta serie para ser un marcador panvascular para el cerebro, puesto que reconoce todos los vasos sanguíneos del cerebro,” Giordano dijimos. “Sin embargo, no ata a los vasos sanguíneos en otros tejidos que también sean protegidos por una barrera, tal como ésos en el colon y los testículos.”

Sorprendieron a Giordano y a su grupo encontrar que FRW no ató a los vasos sanguíneos en la retina, hasta ahora considerada una extensión del sistema nervioso central.

“La barrera que protege los vasos sanguíneos en la retina fue creída para ser muy similar o aún idéntica la barrera hematoencefálica, pero a nosotros descubrió una diferencia, por lo menos en ratones, los gracias a esta molécula,” él dijo. El este encontrar solo llevará a más investigación sobre la barrera de la sangre-retina.

Molécula sintetizada

Los investigadores en IQ-USP intentaron sin éxito utilizar técnicas bioquímicas para determinar el receptor celular al cual los fagos limitan, así que colaboraron con los colegas en el instituto de Adolpho Lutz en São Paulo que se especializan en microscopia electrónica de transmisión (TEM). Estas personas no sólo les ayudaron para ver la molécula en los cerebros de animales vivos pero también demostraron que los fagos limitan a las uniones endoteliales de la célula en la barrera hematoencefálica. Las uniones referidas se conocen como “firmemente” porque evitan que todas las substancias no nativas, incluyendo el agua, crucen la barrera hematoencefálica.

“Ahora necesitamos estudiar el fenómeno, mientras que la estructura se compone de varias moléculas,” Giordano dijo más detalladamente.

El paso siguiente será sintetizar el péptido y ver si la versión produjo en el laboratorio actúa la misma manera que FRW en ratones. Los investigadores piensan que la versión sintetizada también ata a los vasos sanguíneos en el cerebro pero que no ha podido considerar esto in vivo.

Otra dirección futura será explorar otros péptidos que no contengan FRW y no seleccionen los que permanezcan en regiones específicas del cerebro, tales como el cerebelo, el bulbo olfativo y los hemisferios, permiso pruebas diagnósticas más específicas en el futuro.

Fuente: http://agencia.fapesp.br/new-molecule-maps-cerebrovascular-system/30431/