Resumen de Study of the aggregation process of amyloid proteins. Examination of aggregation inhibitors
Las funciones biológicas de las proteínas dependen de la estructura terciaria y cuaternaria que estas adoptan y de las interacciones entre proteínas plegadas correctamente. Una leve imperfección en el proceso de plegamiento de una proteína o la Imposibilidad de permanecer correctamente plegada pueden producir imprecisiones funcionales en diferentes procesos biológicos y, en consecuencia, generarse distintas enfermedades conocidas como enfermedades conformacionales. Estas incluyen un grupo heterogéneo de enfermedades conocido como amiloidosis, en las que determinados péptidos o proteínas se pliegan Incorrectamente o no pueden permanecer correctamente plegadas, de tal forma que agregan y se producen depósitos de agregados amiloides. Las amiloidosis Incluyen algunas enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer (AD) y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJD). Es en este marco que en la presente tesis nos propusimos la síntesis química, el estudio, la caracterización y la racionalización del efecto de distintas moléculas peptídicas diseñadas para afectar el proceso de agregación de proteínas amiloidogénicas como la Aß (1-42), relacionada con la enfermedad de Alzheimer, y algunos fragmentos de la proteína priónica relacionados con la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJD). En el diseño de estas moléculas se utilizaron N-metil aminoácidos y prolina como elementos disruptores de la agregación. Se combinó también con el uso del concepto retro-enantio para obtener moléculas estables a proteasas, ya que están formadas por D-aminoácidos, pero que preservaran la orientación de las cadenas laterales de los correspondientes análogos sintetizados con L-aminoácidos. Los estudios realizados con varias moléculas peptídicas para inhibir la agregación de Aß(1-42) relacionada con enfermedad de Alzheimer nos llevaron a identificar una molécula (inrD) que interfería con la agregación de Aß(1-42) tanto en su Inicio, modificando la formación de agregados de bajo peso molecular, como en la formación de fibras amiloides, disminuía la citotoxicidad de Aß(1-42), era estable a la degradación por proteasas y, en ensayos preliminares con ratones, inducía una disminución de la carga amiloide en los cerebros de los animales tratados. Para estudiar el efecto de las moléculas peptídicas diseñadas para inhibir la agregación de la proteína priónica no sé utilizó la proteína prónica completa si no que se escogieron dos fragmentos peptídicos análogos: el 106-126 de la proteína priónica humana (HuPrP106-126) y 105-125 de la proteína priónica de ratón (MoPrP105-125). Dichos fragmentos se eligieron para ser usados como modelos de agregación de la proteína ya que son lo suficientemente cortos como para ser sintetizados químicamente sin dificultad, ambos presentan neurotoxicidad in vitro y comparten numerosas propiedades biofísicas con el péptido ß-amiloide, el cual ya habla sido estudiado anteriormente en nuestro laboratorio. Debido a que ambos fragmentos contienen un gran número de aminoácidos hidrofóbicos en su extremo C-terminal su síntesis está descrita como difícil. Así nos plantemos un protocolo sintético que no permitió obtener ambos fragmentos de una forma rápida y con una elevada superando los problemas sintéticos descritos previamente. Los Inhibidores de la agregación da la proteína priónica también se sintetizaron utilizando esta estrategia sintética obteniendo moléculas de elevada pureza. El efecto de estas moléculas en el proceso de agregación y la citotoxicidad de la proteína priónica se estudio mediante microscopía electrónica de transmisión y en ensayos con cultivos primarios de neuronas. Se encontró que una de las moléculas diseñadas combinando el concepto retr-enantio con el uso de N-metil aminoácidos (PrP-3) era tan activa como las moléculas formadas por L-aminoácidos. En conclusión, en la presente tesis se ha usado una aproximación multidisciplinaria para la caracterización y comprensión de la capacidad de afectar el proceso de agregación que presentan las moléculas peptídicas diseñadas. Hecho que nos ha permitido Identificar moléculas sintetizadas usando D-aminoácidos capaces de inhibir la agregación de dos proteínas, la Aß (1-42) I la priónica y que abre las puertas al desarrollo de nuevas moléculas como posibles candidatos a nuevos fármacos.
