Un equip de científics dirigit pel professor Chao Chang de la Universitat de Pequín (Xina) ha desenvolupat una tècnica única que utilitza una freqüència específica per regular i minimitzar el desenvolupament de la deposició d’amiloide.

El dipòsit d’amiloide és una característica distintiva de malalties neurodegeneratives com la malaltia d’Alzheimer i la malaltia de Parkinson. El procés de deposició es descriu com una corba sigmoïal en la qual les proteïnes mal plegades s’ acoblen en oligòmers abans de l’ elongació de les fibrilles.

Aquest procés dinàmic va acompanyat de la formació de monòmers mal plegats amb més a-hèlixs en una abundant estructura reticulada de beta-full. Dirigir-se a l’ acumulació tòxica pot representar una estratègia prometedora per alentir o prevenir l’ inici de la malaltia.

El 2018 es va conjecturar que el camp físic dels senyals neuronals biològics podria ser un camp electromagnètic d’alta freqüència que va des dels terahertzs (THz) fins als infrarojos (IR). El més probable és que oscil·li entre 0,5 i 100 THz i es denomini ona electromagnètica (EM) THz generalitzada.

S’ha comprovat que alguns processos fisiològics, com el desenrotllament de les forquilles de l’ADN, la permeabilitat del canal de calci dependent de voltatge i els corrents de K+ dependents de voltatge poden regular-lo.

El mecanisme va revelar que l’ona THz ressona amb la població molecular i modifica l’enllaç d’hidrogen (enllaç H) format en ella. A més, es va informar que la xarxa intermolecular d’enllaços H que és paral·a l’eix de la fibrilla és la clau per dirigir les fibrilles amiloides.

Per tot això, seria essencial prevenir o mitigar la patologia de l’ Alzheimer si es poguessin explotar les característiques ressonants per modular el procés d’ autoensamblatge i evitar l’ agregació indesitjada de proteïnes.

En un estudi anterior es va descobrir que una llum de 1675 cm-1 (50,25 THz) podia dissociar les fibrilles amiloides mitjançant un experiment conjunt de làser d’electrons lliures i un mètode de simulació de dinàmica molecular (DM).

Hi va haver un efecte tèrmic significatiu a aquesta freqüència perquè el líquid biològic té una forta absorció en el rang de 45-52,5 THz. El resultat és que l‘ e ficàcia regulada en l’ entorn fisiològic es debilita considerablement. Per tant, urgeix explorar mètodes no tèrmics i eficaços per inhibir el procés d’ agregació d’ AB.

Investigacions centrades en Alzheimer

En aquest nou estudi, publicat a la revista científica ‘eLight’, l’equip de recerca va utilitzar l’amiloide B (AB) com a exemple per dur a terme la investigació. No afirma que AB exerceixi el paper determinant en el desenvolupament de l’Alzheimer, per la qual cosa cada vegada més investigacions han començat a fer èmfasi en la importància de la proteïna tau. Les proteïnes amiloides tenen processos dinàmics d’ agregació similars. Encara no hi ha fàrmacs eficaços que puguin inhibir o pal·liar el deteriorament de la patologia de l’Alzheimer.

L’estudi pretenia regular les conformacions de les proteïnes patològiques per mitjans òptics que intervinguin en el procés dinàmic. Aquesta investigació basada en AB podria aplicar-se posteriorment a la proteïna tau, de gran importància per desenvolupar una teràpia combinada.

L’equip d’investigació va utilitzar el làser de cascada quàntica (QCL) amb una freqüència central de 34,88 THz (8,6 um) per irradiar els oligòmers d’AB1-42. Van monitoritzar el procés de fibrosi mitjançant un assaig d’unió a tioflavina T (ThT) i un espectròmetre d’infrarojos per transformada de Fourier (FTIR). Així, van descobrir que el procés de fibrosi s’havia alentit significativament en comparació amb el grup sense camp extern. La seguretat d’aquesta freqüència a nivell cel·lular també s’ha detectat mitjançant assajos de viabilitat cel·lular i potencial de membrana mitocondrial.

Es pot observar que les cèl·lules van proliferar significativament i es va produir un lleuger augment del potencial de membrana mitocondrial. Això demostra que les ones THz poden afectar positivament el funcionament de les cèl·lules.

L’ equip de recerca també va evidenciar un canvi significatiu en la conformació de la proteïna, que presenta de l’ estructura regularment ordenada a una estructura desordenada, concretament, amb més estructura de fulla B transformada a la regió d’ enrotllament i curvatura. Les ones THz poden ser una estratègia prometedora per retardar el procés de fibril·lació amiloide.

 

Desenvolupen un tractament per endarrerir l’inici de l’Alzheimer (redaccionmedica.com)