Científicos argentinos identifican cambios clave en una proteína asociada a una grave enfermedad genética

Una de las casi 8.000 enfermedades poco frecuentes es la ataxia de Friedreich, un trastorno degenerativo cuyo principal blanco son los chicos y chicas de 8 a 15 años y su síntoma es la dificultad para coordinar los movimientos.

Por el momento no existe cura para la ataxia de Friedreich, una enfermedad genética que afecta a una de cada 50 mil personas y que se caracteriza por el daño progresivo del sistema nervioso y la aparición de una cardiomiopatía hipertrófica.

Pero científicos argentinos se suman al esfuerzo de colegas de todo el mundo para entender mejor esta patología y desarrollar posibles tratamientos en el futuro. En esa línea, investigadores del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y de la Universidad de Buenos Aires identificaron cambios sutiles en la estructura 3D de la proteína cuya producción está alterada en los pacientes.

"Se han realizado aportes y progresos muy importantes a nivel científico en la última década que esperamos que se materialicen lo antes posible en la terapéutica de la enfermedad", afirmó el doctor Javier Santos, jefe del Laboratorio de Estudio Computacional y Experimental de Proteínas en el Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas (IQUIFIB), que funciona dentro de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA.

Ocurre que los pacientes con ataxia de Friedrich, una enfermedad autonómica recesiva, son víctimas de una desafortunada lotería: heredan una copia del gen afectado de cada uno de los padres, por lo general portadores sin síntomas (en ese caso, el 25% de los hijos desarrolla la condición).

Así, la principal característica de la enfermedad es una alteración en los genes que limita la fabricación o resulta en la producción de formas funcionalmente defectuosas de una proteína, frataxina, que está en las mitocondrias (fábricas de energía de las células) y que participa en el control de la biosíntesis de centros ferro-sulfurados que son estructuras que permiten que determinadas reacciones químicas de gran relevancia ocurran en tiempos compatibles con la vida.

Ahora, los investigadores descubrieron mediante estudios de resonancia magnética nuclear (RMN) que la frataxina experimenta cambios temporarios en su conformación que persisten apenas micro y milisegundos.

"A pesar de ser bastante rígida, esa proteína pasa por estados menos estables. Conocer en profundidad la dinámica de esa frataxina puede ser útil para desarrollar estrategias terapéuticas para mantener su función estable", destacó Santos.

Y agregó: "Sabemos que es un camino largo, pero en el laboratorio intentamos avanzar en forma paralela con varias líneas de investigación relacionadas que en conjunto podrían ser un aporte al desarrollo futuro de tratamientos".

Enfermedad rara y discapacitante

La enfermedad se manifiesta por lo general en chicos y chicas de 8 a 15 años, aunque hay variantes de aparición más tardía. Y se caracteriza por descoordinación en el movimiento de las partes del cuerpo, de la marcha y las extremidades, pérdida del sentido de la posición, alteración en la articulación de las palabras y complicaciones cardiovasculares.

En el 96 por ciento de los pacientes con ataxia de Friedreich, el gen de la frataxina muestra la expansión de una repetición particular, que se traduce en disminución de la producción de la proteína frataxina. Dado que la frataxina está involucrada en el proceso de producción de energía mitocondrial, la disminución de la expresión de esta proteína a menudo resulta en la muerte de células exigentes de alta energía, tales como neuronas o células musculares, a menudo conduce a síntomas neurológicos y cardíacos.

De hecho, cuanto mayor sea el tamaño de repetición –que se correlaciona con una disminución de expresión de la frataxina– mayor es la gravedad de la ataxia de Friedreich y más temprana es la aparición de la enfermedad.
Además, se ha demostrado que las células deficientes en frataxina han aumentado los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS) y reducido la capacidad para la reparación de daños en el ADN, lo que resulta en un aumento de daño del ADN en estas células. Sin embargo, la función exacta de la frataxina había sido poco comprendida.

El estudio fue publicado en la revista Archives of Biochemistry and Biophysics. Del avance también participaron Martín Noguera (primer autor del estudio), María Georgina Herrera, Diego Vázquez y Ernesto Roman, del IQUIFIB; Martín Aran y Clara Smal del CONICET y del Instituto Leloir; y Nadine Alaimo y Mariana Gallo, de la Universidad de Roma "Tor Vergata", en Italia.

El trabajo contó con el apoyo de la Alianza de la Investigación de la Ataxia de Friedreich, el CONICET, la UBA y la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnología.

Con información de Agencia CyTA-Leloir

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