Las sinucleinopatías son un grupo de enfermedades neurodegenerativas causadas por la acumulación anormal de α-sinucleína, una proteína que normalmente se encuentra en el cerebro y las neuronas. El plegamiento incorrecto de la α-sinucleína conduce a la formación de "semillas", que atraen más proteínas de α-sinucleína para formar grupos más grandes. Aunque se han encontrado semillas de α-sinucleína en varios tejidos y sangre de pacientes con sinucleinopatías, su potencial como biomarcador es ambiguo.

Recientemente, en un estudio publicado en Nature Medicine, la profesora asociada Ayami Okuzumi junto con el profesor asociado sénior Taku Hatano, ambos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Juntendo, el profesor asistente sénior Gen Matsumoto de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nagasaki y el profesor Nobutaka Hattori de la Facultad de Medicina de la Universidad de Juntendo/Centro RIKEN para el Cerebro Science, presenta un ensayo novedoso que puede detectar de manera eficiente las semillas de α-sinucleína del suero de un paciente.

En este ensayo, denominado conversión inducida por temblores en tiempo real basada en inmunoprecipitación (IP/RT-QuIC), las semillas de α-sinucleína se aíslan del suero del paciente mediante inmunoprecipitación (separación de proteínas usando un anticuerpo que se une solo a la proteína objetivo) seguida de por amplificación rápida por conversión inducida por agitación en tiempo real (amplificación inducida por agitación vigorosa). Este método es muy sensible, ya que puede detectar concentraciones séricas de semillas de α-sinucleína tan pequeñas como 1000 pg/ml. Esta es una gran noticia ya que la mayoría de los métodos de diagnóstico existentes requieren líquido cefalorraquídeo para la detección de sinucleína. El estudio actual estuvo disponible/publicado el 30 de mayo de 2023.

Compartiendo el objetivo de su estudio, el profesor Hattori y su equipo explican: “En este estudio, validamos la utilidad de nuestro novedoso sistema de ensayo, IP/RT-QuIC, como marcador diagnóstico de sinucleinopatías. Proponemos que la morfología de las fibrillas de las semillas y los agregados de α-sinucleína sérica derivados de IP/RT-QuIC pueden discriminar entre la enfermedad de Parkinson (EP), la demencia con cuerpos de Lewy (DLB) y la atrofia multisistémica (MSA)."

El equipo de investigación demostró que IP/RT-QuIC detectó semillas de α-sinucleína de manera eficiente en pacientes con enfermedades neurodegenerativas y pudo distinguirlas de personas sin enfermedades degenerativas (controles). A continuación, estudiaron las propiedades estructurales de las semillas amplificadas mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM). Observaron que la estructura de la semilla de sinucleína variaba según el tipo de sinucleinopatía. Las semillas PD y DLB mostraron filamentos emparejados, mientras que las semillas MSA tenían dos estructuras distintas: filamentos retorcidos y rectos. Este hallazgo confirmó que IP/RT-QuIC junto con TEM puede diferenciar entre sinucleinopatías en función de la estructura de la semilla específica de la enfermedad.

Además, cuando los investigadores transdujeron semillas amplificadas en la línea celular HEK293T que expresaba de manera estable α-sinucleína humana fusionada con GFP con mutación p.A53T (in vitro) e inyectó semillas en cerebros de ratones (in vivo), las semillas conservaron su capacidad de formación de agregados y la estructura de la semilla específica de enfermedades. Estos agregados presentaban diferentes morfologías según el tipo de enfermedad. Por lo tanto, las sinucleinopatías específicas pueden diagnosticarse mediante IP/RT-QuIC a partir de las diferencias estructurales de las semillas de α-sinucleína y sus agregados.

Esta técnica podría ayudar a proporcionar un diagnóstico rápido y eficiente a los pacientes. El profesor Hattori y su equipo explican: “En la actualidad, un la consulta del neurólogo es necesaria para diagnosticar sinucleinopatías. Sin embargo, usando IP/RTQuIC, un internista general puede hacer el diagnóstico. Por lo tanto, más pacientes con sinucleinopatías pueden ser diagnosticados con precisión y podrían recibir el tratamiento adecuado en una etapa más temprana.."

Los autores concluyen con su visión de futuro, “Nuestro nuevo ensayo IP/RT-QuIC puede tener muchas aplicaciones futuras como biomarcador para el diagnóstico preciso y el seguimiento del tratamiento de enfermedades neurodegenerativas en ensayos clínicos. Este sencillo método de diagnóstico permitirá establecer opciones de terapia personalizadas para las sinucleinopatías.."

Referencia

Información adicional para EurekAlert

Información de financiación

Este estudio fue apoyado por AMED bajo el Número de Subvención JP19dm0207070 (Mapeo Cerebral por Neurotecnologías Integradas para Estudios de Enfermedades) a NH, JP19dm0107156 (Programa de Investigación Estratégica para Ciencias del Cerebro) a TH y AO, JP21wm0425015 (Mecanismos Cerebrales y Tecnologías Integradas para Estudios de Enfermedades y Salud Mental ) a TH y AO, JP19ak0101112 (Investigación sobre el desarrollo de nuevos fármacos) a TH y NH, JP21dk0207055 (Subvenciones de investigación y desarrollo para la demencia) a TH y JP16dm0107140 (Programa de investigación estratégica para las ciencias del cerebro) a NN; Subvenciones de ayuda para la investigación científica (21H04820 a NH, 21K07424 a TH, 19K16928 a AO y 20K22693 a SU) de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia; Consejo Visionario sobre el Programa de Investigación y Desarrollo Moonshot (JPMJMS2024-5 para NH) subvenciones del Comité de Investigación de Enfermedades Degenerativas del SNC, Investigación sobre Planificación y Evaluación de Políticas para Enfermedades Raras e Intratables, Investigación en Ciencias de la Salud, Trabajo y Bienestar Subsidios; el Ministerio de Salud, Trabajo y Bienestar de Japón a NH; la Fundación Setsuro Fujii Memorial Osaka para la Promoción de la Investigación Médica Fundamental para TH; y subvenciones del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT) de Japón a GM (17K07098 y 20H05333) para la investigación científica en áreas innovadoras "autofagia multimodo". El trabajo actual también fue apoyado por el Centro Nacional de Excelencia en Investigación sobre la Enfermedad de Parkinson (NCER-PD) financiado por el Fondo Nacional de Investigación de Luxemburgo (FNR; NCER13/BM/11264123) y el programa PEARL (FNR; PEARL /P13/6682797 a RK y FNR y PEARL P16/BM/11192868 a MM).