Vés enrere El pèptid que uneix la diabetis i l'Alzheimer

El pèptid que uneix la diabetis i l'Alzheimer

Investigadors de la UPF han descobert que el pèptid b-amiloide monomèric imita la insulina contribuint a l'entrada de sucre a les neurones, però amb l'edat el seu comportament és l'oposat. Els resultats s’han publicat a la revista Brain Communications.

03.11.2022

Imatge inicial

Des que som petits el nostre cos allibera pèptid b-amiloide monomèric des de totes les cèl·lules de l'organisme, encara que és al cervell on es genera en major quantitat. Encara que sabem on i com es produeix aquesta petita proteïna, encara en desconeixem la funció. Durant una gran part de la nostra vida, el pèptid funciona ajudant a l'entrada de sucre a l'interior de les neurones, és a dir, compleix el mateix rol de la insulina. Però això canvia amb els anys i la seva funció esdevé l'oposada.

En un estudi realitzat in silico, després comprovat in vitro i modelat mitjançant biologia de sistemes, investigadors del Laboratori de Fisiologia Molecular, del Grup de Recerca  Bioinformàtica Estructural i del Laboratori de Biologia de Sistemes Dinàmics (Dynamical Systems Biology Lab) de la UPF, han trobat que el β-amiloide es comporta de manera diferent amb l'edat. En fer-nos grans comença a haver-hi una gran quantitat de β-amiloide al cervell, on s'afegeix formant oligòmers que bloquegen el receptor d'insulina i que impedeixen que la neurona capti la glucosa.

El β-amiloide es comporta de manera diferent amb l'edat. En fer-nos grans comença a haver-hi una gran quantitat de β-amiloide al cervell, on s'afegeix formant oligòmers que bloquegen el receptor d'insulina i que impedeixen que la neurona capti la glucosa

En particular, les neurones no poden permetre que tota l'entrada de glucosa depengui de la insulina, com fa la resta del cos. L'entrada de la glucosa al cervell és independent de la presència o no d'insulina, excepte en unes zones determinades que poden tenir uns requeriments alts d'energia com són les zones de formació de la memòria. De manera que només en els moments en què es produeix una alta despesa energètica s'utilitza la insulina i només aquí es comporta com a la resta del cos. És aquí on el pèptid b-amiloide monomèric compliria una funció fisiològica. L'estructura del pèptid s'assembla molt a la de la insulina, tant en mida com en seqüència. Per aquesta raó té tanta afinitat pels receptors d'insulina que es troben a la membrana cel·lular.

“Hi ha una relació clara entre els llocs on es produeix més ß-amiloide i els llocs on hi ha aquesta relació de receptor d'insulina-glucosa, com ara l'hipocamp”, explica el professor Francisco Muñoz, cap del laboratori i coautor de l'estudi publicat a la revista Brain Communications. “Que hi hagi tant pèptid no és un problema, però sí que ho és que el ß-amiloide monomèric s'afegeix formant oligòmers en fulles beta, un canvi conformacional de l'estructura de les proteïnes que en els adults suposa sempre l'inici d'una malaltia degenerativa greu”.

De fet, l'agregació en fulles beta i la conseqüent formació d'oligòmers és la causa comuna de diferents malalties neurodegeneratives. Per exemple, l'Alzheimer es produeix per agregació en fulla beta de l'amiloide, el Parkinson per l'agregació de la beta sinucleïna i l'Esclerosi Lateral Amiotròfica (ELA) per l'agregació de la proteïna TDP43.

L'estudi contribueix a explicar com els oligòmers d'amiloide poden generar la malaltia d'Alzheimer, produint un estat de resistència insulínica al cervell, un estat patològic ja descrit amb anterioritat. “Als primers estadis de l'Alzheimer es veu una reducció de l'activitat metabòlica de les neurones i de la captació de glucosa”, continua Muñoz, “i això encaixa perfectament que aquests oligòmers no matin les neurones de forma immediata, perquè la mort neuronal passa quan s'observa una simptomatologia greu, com les grans pèrdues de memòria i les desubicacions espacials. Però fins aquell moment el que hi ha hagut només són danys sinàptics, petits danys que no maten les neurones però que si els ocasionen problemes”.

L'equip de Muñoz creu que es podrien fer estudis en animals per ratificar aquests resultats. "També seria molt valuós estudiar si medicaments com la metformina, que ja es fa servir amb èxit per al tractament de la diabetis tipus 2, puguin servir en el tractament de l'Alzheimer", conclou l'investigador.

La investigació es va realitzar amb fons del Ministeri de Ciència i Innovació, l'Agència Estatal de Recerca, el Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER), la Càtedra QUAES-UPF, ERANET ERA-CVD i Institut de Salut Carles III i el Programa Maria de Maeztu per a Unitats d'Excel·lència en Investigació i Desenvolupament.

Article de referència:

Rubén Molina-Fernández, Pol Picón-Pagès, Alejandro Barranco-Almohalla, Giulia Crepin, Víctor Herrera-Fernández, Anna García-Elías, Hugo Fanlo-Ucar, Xavier Fernàndez-Busquets, Jordi García-Ojalvo, Baldomero Oliva, Francisco J Muñoz, Differential regulation of insulin signalling by monomeric and oligomeric amyloid beta-peptide, Brain Communications, Volume 4, Issue 5, 2022, fcac243, https://doi.org/10.1093/braincomms/fcac243

Multimèdia

Categories:

ODS - Objectius de desenvolupament sostenible:

03. Salut i benestar
Els ODS a la UPF

Contact

Per a més informació

Notícia publicada per:

Unitat de Comunicació i Projecció Institucionals