Para visualizar la MFSD2A, la investigadora utilizó una técnica llamada microscopía crioelectrónica de una sola partícula.
El Omega 3 podría ser la clave para transportar los medicamentos al cerebro
Un reciente estudio de la Universidad de Columbia que muestra las detalladas imágenes de una molécula que transporta los ácidos grasos Omega 3 al cerebro podría abrir una vía para la entrada de los fármacos neurológicos a las estructuras cerebrales.
Uno de los principales retos en el tratamiento de las enfermedades neurológicas es conseguir que los fármacos atraviesen la barrera hematoencefálica, una capa de células estrechamente empaquetadas que recubre los vasos sanguíneos del cerebro y bloquea la entrada de patógenos, toxinas y algunos nutrientes. Por desgracia, esta capa también bloquea muchos fármacos que podrían tratar los trastornos del sistema neurológico.
"Hemos conseguido obtener una estructura tridimensional de la proteína transportadora que sirve de puerta de entrada a los Omega 3 en el cerebro. En esta estructura podemos ver cómo los ácidos grasos se unen al transportador. Esta información podría permitirnos diseñar fármacos que imiten a los Omega 3 para ‘hackear’ este sistema y entrar en el cerebro", afirma una de los autores del estudio, la doctora Rosemary J. Cater.
Los nutrientes esenciales, como los Omega 3, requieren la ayuda de proteínas transportadoras específicas que los reconozcan y los hagan pasar a través de esta barrera.
"Los transportadores son como los guardias de seguridad en un club: solo dejan entrar a las moléculas con invitación", explica Cater.
La proteína transportadora —o guardia— que deja entrar a los Omega 3 se llama MFSD2A y es el centro de la investigación.
"Entender cómo funciona la MFSD2A y cómo atrae a los Omega 3 a través de la barrera hematoencefálica puede proporcionarnos la información que necesitamos para diseñar fármacos que puedan engañar a este controlador y obtener pases de entrada".
Para visualizar la MFSD2A, la investigadora utilizó una técnica llamada microscopía crioelectrónica de una sola partícula.
"La belleza de esta técnica es que podemos ver la forma del transportador con detalles de hasta una fracción de una milmillonésima parte de un metro", afirma el codirector del estudio, el doctor Filippo Mancia.
Para este análisis las moléculas de las proteínas se suspenden en una fina capa de hielo bajo un microscopio electrónico. Unas potentes cámaras toman millones de imágenes de las proteínas desde innumerables ángulos que luego pueden unirse para construir un mapa en 3D.
A partir de este mapa, los investigadores pueden construir un modelo 3D de la proteína, colocando cada átomo en su lugar.
"Me recuerda a la resolución de un rompecabezas", explica Mancia.
Esta técnica se ha convertido en los últimos años en una herramienta muy poderosa para visualizar las moléculas biológicas.
"Nuestra estructura muestra que la MFSD2A tiene forma de cuenco y que los Omega 3 se unen a un lado específico de este cuenco", explica Cater. "El cuenco está orientado hacia el interior de la célula, pero ésta es solo una única instantánea en 3D de la proteína, que en realidad tiene que moverse para transportar los Omega 3. Para entender exactamente cómo funciona, necesitamos varias instantáneas diferentes o, mejor aún, una cinta del transportador en movimiento".
Para entender cómo podrían ser estos movimientos, un segundo codirector del estudio, el doctor George Khelashvili, utilizó el modelo 3D de la proteína como punto de partida para realizar simulaciones computacionales que revelaron cómo se mueve el transportador y cómo adapta su forma para liberar los Omega 3 en el cerebro.
Un tercer codirector del proyecto, el doctor David Silver, junto con su equipo probó y confirmó las hipótesis derivadas de la estructura explicada y las simulaciones del funcionamiento de la MFSD2A. Eso le permitió destacar las partes específicas de la proteína que son importantes.
Ahora el equipo está investigando cómo el transportador reconoce primero los Omega 3 del torrente sanguíneo.
"Nuestro estudio ya nos ha proporcionado una enorme visión de cómo la MFSD2A transporta los Omega 3 al cerebro, y estamos muy ilusionados por ver a dónde nos llevan nuestros resultados", afirma Cater.
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