Algunas proteínas en las células pueden separarse en pequeñas gotas como gotas de aceite en el agua, pero las fallas en este proceso pueden ser la base de enfermedades neurodegenerativas en el cerebro de las personas mayores. Ahora, Los investigadores de Rutgers han desarrollado un nuevo método para cuantificar las gotitas de proteínas implicadas en estas enfermedades.

La técnica novedosa, que cuantifica simultáneamente la tensión superficial y la viscosidad, o espesor, de gotitas de proteína, ayudará a los científicos a estudiar cómo cambian, abriendo el camino a una mejor comprensión de los mecanismos de estas enfermedades y al desarrollo de tratamientos farmacológicos.

El estudio aparece en la revista Informes biofísicos .

El equipo dirigido por Rutgers estudió condensados ​​biomoleculares, que son gotas líquidas que surgen a través de la separación en fase líquido-líquido de proteínas y ARN dentro de las células en un proceso similar al que forma el aceite en gotas en el agua.

Las propiedades materiales de estas gotitas de proteína son importantes porque juegan un papel fundamental en enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y las enfermedades de Alzheimer y Parkinson. La idea básica es que las gotitas líquidas de ciertas proteínas pueden convertirse en obstrucciones, o agregados de moléculas, que son características de estas enfermedades.

Asombrosamente, no existen métodos bien establecidos para cuantificar las propiedades materiales de estas gotas de proteína, principalmente porque son muy pequeñas, alrededor de una billonésima parte del volumen de una gota de lluvia. Los investigadores desarrollaron un método sencillo, Inspirándose en cómo bebe a través de una pajita:la presión de succión en la boca y la velocidad a la que fluye la bebida en la pajita pueden indicarle las propiedades de la bebida líquida. Similar, se pueden medir las propiedades materiales de las gotas de proteína observando cómo una gota entra y sale de la punta de un pequeño tubo de vidrio llamado micropipeta.

Los investigadores observaron gotas de líquidos comunes como el aceite y el agua. Resulta que se necesita una presión extrema para moverlos a una micropipeta con el fin de superar la alta tensión superficial de estos líquidos en un pasaje tan estrecho. Pero una vez que se supera esa tensión, las gotas de aceite y agua se mueven demasiado rápido para ser capturadas en la cámara debido a su baja viscosidad. Los investigadores encontraron, sin embargo, que las gotas de proteína tienen la tensión superficial y la viscosidad adecuadas para ser estudiadas cuantitativamente con una micropipeta.

"El hecho de que podamos aplicar la técnica de la micropipeta para medir con precisión los condensados ​​biomoleculares destaca una gran diferencia entre las gotas de proteína y los líquidos comunes:la tensión superficial de las gotas de proteína es miles de veces menor, mientras que su viscosidad es miles de veces mayor que la del aceite o el agua, "dijo el autor principal Zheng Shi, profesor asistente en el Departamento de Química y Biología Química de Rutgers-New Brunswick.

"Ahora podemos finalmente estudiar de manera cuantitativa cómo cambian las propiedades materiales de las gotas de proteína durante la neurodegeneración. Anticipamos que esta técnica será ampliamente aplicable y resolverá varias limitaciones con respecto a los enfoques actuales. Abrirá las puertas para desentrañar los mecanismos y facilitará avances terapéuticos en el tratamiento de estas enfermedades ".