Un equipo internacional de científicos liderado por la ESRF, el sincrotrón europeo, han descubierto cómo la proteína ECSIT dicta el comportamiento de las proteínas vinculadas a la actividad energética en las mitocondrias, que se ve muy afectado en la enfermedad de Alzheimer. Sus resultados se publican hoy en Angewandte Chemie .

El origen de la forma más prevalente de la enfermedad de Alzheimer, que representa el 95% de los casos, todavía no está claro a pesar de décadas de estudios científicos. "Antes de comprender la patología, necesitamos entender la biología, "explica Montse Soler López, un científico que lidera la investigación sobre la enfermedad de Alzheimer en la ESRF. "De lo único que estamos seguros es de que la forma más común de Alzheimer está relacionada con el envejecimiento, ", afirma.

Por eso, los investigadores se han centrado en partes del cuerpo que se degradan drásticamente con la edad. Neuronas por ejemplo, son células de larga vida, lo que significa que no se renuevan como lo hacen otras células. Las neuronas alojan mitocondrias, que son los llamados 'centros de energía de la célula' debido a su papel activo en la generación de energía en el cuerpo. Con tiempo, las mitocondrias sufren estrés oxidativo y esto conduce a su mal funcionamiento. Recientemente se descubrió que las personas con Alzheimer pueden tener una acumulación de amiloides dentro de las mitocondrias (anteriormente se pensaba que los amiloides solo estaban fuera de las neuronas). Montse Soler López está tratando de averiguar si existe un vínculo entre la disfunción mitocondrial, presencia de amiloides y síntomas tempranos de la enfermedad. "Creemos que el mal funcionamiento de las mitocondrias puede ocurrir 20 años antes de que la persona muestre síntomas de la enfermedad".

El equipo de la ESRF unió fuerzas con científicos del Institut de Biologie Structurale (CNRS, CEA, Université Grenoble Alpes), Grenoble Institut des Neurosciences y el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) para estudiar las proteínas involucradas en el complejo respiratorio que permite que las mitocondrias generen energía. La forma en que funcionan las mitocondrias es la siguiente:primero, Los complejos 'auxiliares' crean complejos respiratorios, que posteriormente crean energía en forma de ATP. Soler López y su equipo se centraron en una proteína llamada ECSIT, que es clave en el sistema inmunológico y parece "socializar" o interactuar con muchas proteínas.

Utilizando el microscopio crioelectrónico ESRF y la dispersión de rayos X de ángulo pequeño en la línea de luz BM29 del ESRF, los investigadores lograron descifrar el papel de ECSIT en la actividad mitocondrial. "Descubrimos que ECSIT juega un papel importante en el ensamblaje del complejo 'auxiliar', que ensamblará el complejo respiratorio 1, el mayor complejo de la cadena respiratoria en las mitocondrias. En el complejo 'auxiliar' hay varias proteínas, y hemos descubierto que ECSIT regula la función de las proteínas para que hagan el trabajo que deben hacer, "explica Soler López.

Una de estas proteínas es ACAD9. Esta es una proteína que puede trabajar para oxidar los ácidos grasos o para ensamblar el complejo respiratorio. Soler López y sus colegas encontraron que ECSIT apaga la función oxidante para que la proteína pueda concentrarse en ensamblar el complejo respiratorio. "Si ECSIT no tomó ninguna medida, sería un desastre, con proteínas haciendo varias cosas al mismo tiempo, por lo que ECSIT es realmente crucial en todo el complejo respiratorio y, por lo tanto, en la actividad mitocondrial, " ella agrega.

También encontraron que ECSIT es muy sensible a la presencia de amiloides. "Creemos que cuando los amiloides comienzan a aparecer en las mitocondrias, ECSIT se pone a toda marcha, empujando el mecanismo de respiración para proteger las mitocondrias de la invasión dañina. Si el mecanismo no está bien controlado puede volverse destructivo y acabar destruyendo la neurona. Pero todavía estamos investigando esto, es el siguiente paso en nuestra investigación, ", concluye Soler López.