Desempacando el Alzheimer con la investigación en moscas de la fruta
Investigaciones con moscas de la fruta revelan datos sobre la enfermedad de Alzheimer y el comportamiento de las proteínas.
Greta Elovsson, Therése Klingstedt, K Peter R Nilsson, Ann-Christin Brorsson
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
- Placas de amiloide: Los Villanos
- La Proteína Aβ: Un Personaje Desordenado
- Variantes de Aβ: Los Problemas
- El Modelo de Mosca: Drosophila a la Rescate
- Experimentando con Moscas
- Moscas Envejeciendo: La Acumulación de Aβ
- Tiñendo los Intestinos: Un Desglose Colorido
- Patrones de Unión de Aβ: ¿Quién Destaca?
- Midiendo Niveles de Aβ: El Juego de Números
- El Dilema de la Toxicidad: Pendientes Resbaladizos
- Diferentes Estabilidades Entre las Formas de Aβ
- Los Pensamientos Finales: ¿Qué Sigue?
- Fuente original
La Enfermedad de Alzheimer (EA) es un desorden cerebral que jode nuestras memorias y puede llevarnos a la tumba más temprano. Es como ese amigo molesto que siempre olvida dónde dejó las llaves, pero a una escala mucho más grande. Lamentablemente, nadie ha encontrado una cura mágica para la EA todavía, a pesar de toda la investigación.
Placas de amiloide: Los Villanos
En la EA, uno de los principales problemáticos son unas cosas llamadas placas de amiloide. Piensa en estas placas como chicle pegajoso dejado en la acera; ¡simplemente no deberían estar ahí! Estas placas están hechas de una proteína llamada amiloide-β (Aβ) que tiende a formar grupos en el cerebro, dificultando que las células cerebrales hagan su trabajo.
La Proteína Aβ: Un Personaje Desordenado
La proteína Aβ tampoco es el más organizado. Le gusta portarse mal y doblarse incorrectamente, lo que lleva a la formación de grupos cada vez más grandes. Este proceso es complejo y puede crear todo tipo de estructuras diferentes-algunas son inofensivas y otras no tanto. Estos "grupos" juegan un papel importante en los problemas que vemos en el Alzheimer.
Variantes de Aβ: Los Problemas
Hay diferentes formas de Aβ, como diferentes sabores de helado. Algunos sabores son más peligrosos que otros. Una versión particularmente mala se llama Aβ1-42, que es como el "chocolate con menta" de los malos Aβ porque tiende a agruparse mucho. Y luego está la versión Ártica de Aβ, que es incluso más agresiva en formar estos grupos. Puedes imaginarlo como una tormenta de nieve en un día soleado; ¡las cosas se ponen feas rápido!
El Modelo de Mosca: Drosophila a la Rescate
Ahora, te estarás preguntando cómo estudiamos estas proteínas molestosas. Entra Drosophila melanogaster, mejor conocida como la mosca de la fruta. Sí, esos pequeños bichitos que zumban en tu cocina están ayudando a los científicos a entender el Alzheimer. Tienen una vida corta y son fáciles de manipular genéticamente, ¡perfectas para la investigación!
Experimentando con Moscas
En nuestro estudio, creamos dos tipos de moscas de fruta: una que tiene la versión dimérica de Aβ (las llamaremos moscas T22Aβ1-42) y la otra que tiene la versión Ártica (quedémonos con las moscas Árticas). Queríamos ver cómo estas diferentes formas de Aβ afectan a las moscas con el tiempo, especialmente en sus intestinos, porque, bueno, ¡las moscas también tienen intestinos!
Moscas Envejeciendo: La Acumulación de Aβ
A medida que las moscas se hacían más viejas, notamos algo interesante. La cantidad de agregados de Aβ se acumulaba en ambos tipos de moscas. Es como cuando sigues agregando ropa a una canasta de lavandería sin nunca hacer la colada; ¡eventualmente, se desborda! Las moscas T22Aβ1-42 tenían una cantidad enorme de Aβ, mientras que las moscas Árticas no tenían tantas. Sin embargo, de alguna manera, las moscas Árticas aún sentían los efectos tóxicos más intensamente.
Tiñendo los Intestinos: Un Desglose Colorido
Para ver dónde se escondía todo el Aβ, usamos unas tinciones especiales. Piénsalo como intentar encontrar una aguja en un pajar, excepto que la aguja es un grupo de proteína, y el pajar es el intestino de la mosca. Usamos dos tipos de sondas moleculares: HS-84 y HS-169. Cada sonda tiene diferentes habilidades para unirse a los grupos de Aβ, lo que nos ayudó a tener una mejor idea de lo que estaba pasando.
Patrones de Unión de Aβ: ¿Quién Destaca?
Sorprendentemente, HS-84 hizo un mejor trabajo tiñendo el Aβ de las moscas Árticas que HS-169. Era como si HS-84 fuera el niño popular en la escuela con quien todos querían salir. Por otro lado, HS-169 mostró grandes resultados en las moscas T22Aβ1-42. Está claro que las estructuras de los agregados en estas moscas son diferentes, haciendo que las sondas se comporten de maneras distintas.
Midiendo Niveles de Aβ: El Juego de Números
A continuación, queríamos averiguar cuánto Aβ estaba realmente dando vueltas en las moscas. Así que, usamos un método llamado Meso Scale Discovery (MSD) para cuantificar los niveles de Aβ. Sorprendentemente, las moscas T22Aβ1-42 tenían mucho más Aβ en total comparadas con las moscas Árticas. Sin embargo, ambos tipos tenían más Aβ insoluble que Aβ soluble. Esto nos lleva a pensar que estas moscas están lidiando con más basura y menos cosas útiles.
El Dilema de la Toxicidad: Pendientes Resbaladizos
Aquí es donde se pone interesante. A pesar de que las moscas T22Aβ1-42 tenían una mayor cantidad total de Aβ, las moscas Árticas mostraron un efecto tóxico más fuerte. Es como una hamburguesa de comida rápida que se ve enorme, pero en realidad son calorías vacías. Mientras tanto, las moscas Árticas pueden tener menos grupos de Aβ pero todavía están sintiendo más dolor por ellos.
Diferentes Estabilidades Entre las Formas de Aβ
También investigamos la estabilidad de los agregados formados. Usando Gua-HCl (que es como un químico que nos ayuda a entender cuán fuertes son los enlaces), pudimos clasificar el Aβ en diferentes grupos. Las moscas T22Aβ1-42 tenían agregados de Aβ en todos los niveles de estabilidad, mientras que las moscas Árticas principalmente mantenían su Aβ en un solo grupo. Es como si las moscas T22Aβ1-42 tuvieran un buffet completo mientras que las moscas Árticas se quedaran solo con sopa.
Los Pensamientos Finales: ¿Qué Sigue?
Entonces, ¿qué nos dicen todos estos experimentos? Ambos tipos de Aβ crean especies variadas de Aβ con diferentes efectos en toxicidad y estabilidad. Mientras que ambos tipos de moscas terminan con una esperanza de vida similar, parecen estar usando diferentes métodos para llegar a ese final. Parece que las moscas T22Aβ1-42 podrían estar abrumadas por una carga de agregados de Aβ, mientras que las moscas Árticas enfrentan efectos tóxicos de diferentes tipos de agregados.
Entender estas diferencias podría ayudarnos mejor a combatir el Alzheimer. Y quién diría que las moscas de fruta podrían darnos una mano (o ala). En el gran esquema de las cosas, estas pequeñas molestias podrían ayudarnos a enfrentar uno de los mayores desafíos de la humanidad. ¿No es genial la ciencia?
Título: Diversity of Abeta aggregates produced in a gut-based Drosophila model of Alzheimer's disease
Resumen: Alzheimers disease (AD) is a neurodegenerative disease manifested by memory loss and premature death. One major histopathological hallmark of AD is the amyloid plaques formed by aggregates of the amyloid-beta (Abeta) peptide and the Abeta aggregation process results in amyloid fibrils with different structures. Herein, we investigate the heterogeneity of Abeta aggregates produced by Drosophila melanogaster expressing the Abeta1-42 peptide with the Arctic mutation E22G (Arctic flies) or a dimeric construct of Abeta1-42 (T22Abeta1-42 flies) in the digestive tract. Staining of the gut of the flies using luminescent conjugated oligothiophenes (LCOs) revealed that the amount of Abeta aggregates increased in both genotypes with age. The LCOs also exhibited distinct staining patterns in the flies. The expression of T22Abeta1-42 resulted in a heavier Abeta load compared to Abeta1-42 with the Arctic mutation. Since the genotypes have similar median survival times, the result indicates that the toxicity of the combined number of aggregates in the Arctic flies is higher compared to the T22Abeta1-42 flies. Stability measurements showed that the most accumulated Abeta species in the Arctic and the T22Abeta1-42 flies were found in the 4 M and 5 M Gua-HCl-fraction, respectively. This indicates that prefibrillar Abeta aggregates constitute the toxic species in Arctic flies while the cause of death in T22Abeta1-42 flies might be the massive load of insoluble aggregates. The study shows that even though the different Abeta peptides resulted in an equal reduction of the lifespan, they formed an array of different aggregates confirming the heterogeneity of this process. Overall, our findings support that distinct Abeta aggregates can exhibit different pathological effects, and we foresee that our Drosophila models can potentially aid in identifying anti-Abeta agents targeting different types of aggregated Abeta species.
Autores: Greta Elovsson, Therése Klingstedt, K Peter R Nilsson, Ann-Christin Brorsson
Última actualización: 2024-11-20 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.19.624423
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.19.624423.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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