Los análogos de vitamina K diseñados podrían impulsar la regeneración neuronal y brindar una nueva esperanza para revertir el deterioro neurodegenerativo.
Fecha: 14 de octubre de 2025
Fuente: Instituto de Tecnología Shibaura
Resumen: Investigadores han sintetizado análogos mejorados de la vitamina K que superan a la vitamina K natural en la promoción del crecimiento neuronal. Los nuevos compuestos, que combinan la vitamina K con el ácido retinoico, activan el receptor mGluR1 para impulsar la neurogénesis. Además, atraviesan eficazmente la barrera hematoencefálica y muestran estabilidad in vivo. Este descubrimiento podría allanar el camino para tratamientos regenerativos para el Alzheimer y enfermedades relacionadas.
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Científicos del Instituto Tecnológico Shibaura de Japón han desarrollado nuevos y potentes análogos de la vitamina K que muestran un potencial notable para regenerar neuronas perdidas en enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson. Crédito: Shutterstock
Los trastornos neurodegenerativos, como el Alzheimer, el Parkinson y la enfermedad de Huntington, se producen cuando las neuronas se deterioran gradualmente y mueren. Esta pérdida progresiva de neuronas provoca síntomas graves, como pérdida de memoria, deterioro cognitivo y dificultad para moverse. Con el tiempo, estas afecciones pueden reducir considerablemente la calidad de vida y, a menudo, dejar a los pacientes dependientes de cuidados continuos. Los medicamentos actuales pueden ayudar a aliviar los síntomas, pero no detienen ni revierten la enfermedad subyacente, lo que pone de relieve la urgente necesidad de nuevos enfoques terapéuticos. Una estrategia prometedora se centra en estimular la diferenciación neuronal, el proceso de formación de nuevas neuronas que podrían reemplazar las perdidas y, potencialmente, ralentizar o contrarrestar la neurodegeneración.
La vitamina K, un nutriente liposoluble conocido por su papel en la coagulación sanguínea y la salud ósea, ha atraído recientemente la atención por su influencia en el desarrollo y la protección de las células cerebrales. Sin embargo, las formas naturales de vitamina K, como la menaquinona 4 (MK-4), podrían no ser lo suficientemente potentes para su uso eficaz en terapias regenerativas dirigidas a trastornos neurodegenerativos.
En un estudio pionero publicado en ACS Chemical Neuroscience , investigadores del Departamento de Biociencia e Ingeniería del Instituto Tecnológico Shibaura (Japón), dirigidos por el profesor asociado Yoshihisa Hirota y el profesor Yoshitomo Suhara, crearon y probaron nuevos análogos de la vitamina K con efectos neuroactivos más potentes. El equipo también identificó un mecanismo específico mediante el cual la vitamina K promueve la diferenciación neuronal.
Al explicar sus hallazgos, el Dr. Hirota señaló: «Los análogos de la vitamina K recién sintetizados demostraron una potencia aproximadamente tres veces mayor para inducir la diferenciación de células progenitoras neuronales en neuronas, en comparación con la vitamina K natural. Dado que la pérdida neuronal es un sello distintivo de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, estos análogos podrían servir como agentes regenerativos que ayudan a reponer las neuronas perdidas y restaurar la función cerebral».
Para potenciar el impacto biológico de la vitamina K, el equipo produjo 12 homólogos híbridos de la vitamina K al combinarlos con ácido retinoico (un metabolito activo de la vitamina A que promueve la diferenciación neuronal), un grupo de ácido carboxílico o una cadena lateral de éster metílico. Posteriormente, evaluaron la eficacia de cada compuesto para promover la diferenciación neuronal.
La vitamina K y el ácido retinoico influyen en la transcripción génica a través del receptor de esteroides y xenobióticos (SXR) y el receptor de ácido retinoico (RAR), respectivamente. Los investigadores midieron la actividad de SXR y RAR en células progenitoras neuronales de ratón tratadas con los compuestos recientemente desarrollados y descubrieron que los híbridos mantenían las funciones biológicas de ambas moléculas progenitoras. También midieron la expresión de la proteína 2 asociada a microtúbulos (Map2), un marcador de crecimiento neuronal, para rastrear la diferenciación celular. Un compuesto, que combinaba ácido retinoico con una cadena lateral de éster metílico, triplicó la diferenciación neuronal en comparación con el control y mostró una actividad significativamente mayor que la vitamina K natural. Esta versión mejorada se denominó nuevo análogo de vitamina K (Novel VK).
Para comprender mejor cómo la vitamina K protege a las neuronas, el equipo comparó los patrones de expresión génica en células madre neuronales tratadas con MK-4, que promueve la diferenciación neuronal, con las de aquellas tratadas con un compuesto que la suprime. El análisis transcriptómico reveló que la diferenciación neuronal inducida por la vitamina K está mediada por los receptores metabotrópicos de glutamato (mGluR) a través de procesos epigenéticos y transcripcionales posteriores. El efecto de MK-4 se relacionó específicamente con mGluR1. Estudios previos han demostrado que mGluR1 desempeña un papel clave en la comunicación sináptica, y que los ratones que carecen de este receptor experimentan alteraciones motoras y sinápticas similares a las observadas en trastornos neurodegenerativos.
Profundizando en el tema, los investigadores realizaron simulaciones estructurales y estudios de acoplamiento molecular para dilucidar si el homólogo de la vitamina K interactúa con mGluR1. De hecho, su análisis reveló una mayor afinidad de unión entre Novel VK y mGluR1. Finalmente, los investigadores examinaron la captación celular de Novel VK y su conversión a MK-4 bioactiva en células y ratones. Observaron un aumento significativo, dependiente de la concentración, en la concentración intracelular de MK-4. Además, Novel VK se convirtió a MK-4 con mayor facilidad que la vitamina K natural. Asimismo, experimentos in vivo en ratones mostraron que Novel VK exhibió un perfil farmacocinético estable, cruzó la barrera hematoencefálica y alcanzó una mayor concentración de MK-4 en el cerebro en comparación con el grupo control.
En general, el estudio arroja luz sobre el mecanismo por el cual la vitamina K y sus análogos estructurales ejercen efectos neuroprotectores, allanando el camino para el desarrollo de nuevos agentes terapéuticos que puedan retrasar o revertir las enfermedades neurodegenerativas.
Al concluir con las implicaciones a largo plazo de su trabajo, el Dr. Hirota afirma: «Nuestra investigación ofrece un enfoque potencialmente innovador para el tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas. Un fármaco derivado de la vitamina K que frena la progresión del Alzheimer o mejora sus síntomas podría no solo mejorar la calidad de vida de los pacientes y sus familias, sino también reducir significativamente la creciente carga social que suponen los gastos sanitarios y los cuidados a largo plazo».
Esperamos que su investigación se traduzca en tratamientos clínicamente significativos para los pacientes que luchan contra enfermedades neurológicas.
Información de financiación
Este estudio fue financiado en parte por un fondo de la Fundación Conmemorativa Mishima Kaiun y la Fundación Conmemorativa Suzuken, la Fundación de Investigación en Cosmetología KOSÉ, la Fundación Koyanagi, Becas de Investigación del Instituto Toyo de Tecnología de Alimentos, el Fondo de Promoción de la Investigación Científica y la Fundación de Investigación Industrial y Económica Takahashi. Este estudio fue financiado en parte por un Fondo para la Promoción de la Investigación Internacional Conjunta (Fomento de la Investigación Internacional Conjunta (A)) [número de subvención 18KK0455] y una Beca de Ayuda para la Investigación Científica (C) [números de subvención 20K05754, 18K11056, 21K11709 y 24K14656], y una Beca de Ayuda para Científicos en Iniciación Profesional [número de subvención 23K14091] de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (JSPS).
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Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por el Instituto Tecnológico Shibaura . Nota: El contenido puede ser editado por motivos de estilo y extensión.
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Referencia de la revista:
Yoshihisa Hirota, Taiki Sato, Rina Watanabe, Kazuki Takeda, Sho Sano, Satoshi Asano, Yuki Shibahashi, Yumi Yasuda, Yuta Takagi, Yutaro Yamashita, Wu YuXin, Mikino Arakawa, Yuri Maitani, Vannessa Lawai, Kurumi Nakagawa, Natsuko Furukawa, Atsuko Takeuchi, Chisato Tode, Maya Kamao, Akimori Wada, Zainab Ngaini, Yoshitomo Suhara. "Una nueva clase de análogos de la vitamina K que contienen la cadena lateral del ácido retinoico tiene una actividad mejorada para inducir la diferenciación neuronal" . ACS Neurociencia Química , 2025; 16 (15): 2812 DOI: 10.1021/acschemneuro.5c00111
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Instituto Tecnológico Shibaura. «La vitamina K supercargada podría ayudar al cerebro a sanarse a sí mismo». ScienceDaily. ScienceDaily, 14 de octubre de 2025. < www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251014014312.htm >
