Los amiloides son agregados que consisten en pilas de miles de proteínas unidas fuertemente entre sí. Su formación está involucrada en varios trastornos generalizados, incluida la enfermedad de Alzheimer y la diabetes tipo II.

En esta semana Revista de física química los científicos informan sobre un modelo matemático para la formación de fibrillas amiloides. El modelo arroja luz sobre cómo el proceso de agregación puede ocurrir de manera catalítica, algo que no se ha entendido bien previamente.

Los investigadores aplicaron su modelo a la agregación de una proteína específica asociada con el Alzheimer, Ab40. Los resultados muestran que el inicio del proceso de agregación para las fibrillas Ab40 \ beta ocurre típicamente en las interfaces, como cerca de la superficie de una solución líquida o la pared de vidrio de un tubo de ensayo. Esto tiene importantes implicaciones para la interpretación de los datos de laboratorio utilizados en el estudio del Alzheimer y otras enfermedades.

El modelo consta de un conjunto de ecuaciones matemáticas, conocidas como ecuaciones de tasa, que describen cómo las concentraciones de agregados de proteínas cambian con el tiempo. Se muestra que cada paso de reacción en el modelo es análogo a los de las reacciones que involucran enzimas. El papel de la enzima lo juega la punta o el lado de una fibra en crecimiento o, posiblemente, una superficie del recipiente de reacción.

Los investigadores encontraron que la forma matemática de su modelo estaba relacionada con las famosas ecuaciones de Michaelis-Menten, publicado por primera vez en 1913 para describir las tasas de reacciones enzimáticas. Tiene una forma matemática mucho más simple que todos los modelos anteriores utilizados para la formación de amiloide y tiene la ventaja adicional de que las ecuaciones se pueden resolver a mano. sin necesidad de simulaciones por ordenador.

"Esperamos que la metodología desarrollada en este documento respalde los esfuerzos futuros para modelar nuevos fenómenos de formación de amiloide," ", dijo el coautor Alexander Dear.

Una de las características clave de la solución matemática encontrada para las ecuaciones de tipo Michaelis-Menten es un fenómeno conocido como saturación. Cuando ocurre la saturación, los sitios catalíticos quedan completamente ocupados a altas concentraciones de proteínas. En el caso de los estudios Ab40, La saturación también muestra que el proceso que inicia la agregación involucra una superficie, como la pared de un tubo de ensayo.

Si bien las conclusiones no se aplican directamente al cuerpo en sí, el coautor Tuomas Knowles dijo:"Este trabajo será fundamental para facilitar el estudio de la formación de amiloide en presencia de otras especies que se encuentran en los fluidos corporales".

La coautora Sara Linse dijo:"Este trabajo lleva el análisis de datos experimentales a un nuevo nivel que será esencial para derivar potentes inhibidores de la formación de amiloide".