Imagen: bykst. Fuente: Pixabay.
Un nuevo estudio dirigido por científicos del Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (SBP, EE.UU.) describe una tecnología que podría conducir a nuevas terapias para lesiones cerebrales traumáticas. El descubrimiento, publicado en Nature Communications, proporciona un medio de enviar fármacos o nanopartículas a áreas lesionadas del cerebro.
"Hemos encontrado una secuencia peptídica de cuatro aminoácidos: cisteína, alanina, glutamina y lisina (CAQK), que reconoce tejido cerebral dañado", dice Erkki Ruoslahti, autor principal del estudio, en la información del SBP. "Este péptido se podría utilizar para aplicar tratamientos que limitan la extensión del daño."
Cerca de 2,5 millones de personas en los EE.UU. sufren lesiones cerebrales traumáticas cada año, generalmente como resultado de accidentes automovilísticos, caídas, y violencia. Aunque la lesión inicial no puede repararse, los efectos perjudiciales en el cerebro y los vasos sanguíneos se pueden minimizar.
"Las intervenciones actuales para las lesiones cerebrales agudas están dirigidas a estabilizar al paciente mediante la reducción de la presión intracraneal y el mantenimiento del flujo sanguíneo, pero no hay medicamentos aprobados para detener la cascada de eventos que causan daños secundarios", dice Aman Mann, Ph.D., investigador postdoc en el laboratorio de Ruoslahti y co-primer autor del estudio con Pablo Scodeller, otro post-doct.
Más de un centenar de compuestos se encuentran actualmente en ensayos preclínicos para disminuir el daño cerebral después de una lesión. Estos fármacos candidatos bloquean los eventos que causan daños secundarios: la inflamación, los altos niveles de radicales libres, la sobre-excitación de las neuronas, y la señalización que conduce a la muerte celular.
"Nuestro objetivo era encontrar una alternativa a la inyección directa de agentes terapéuticos en el cerebro, que es invasiva y puede añadir complicaciones", explica Ruoslahti. "El uso de este péptido para suministrar fármacos significa que podrían ser administrados por vía intravenosa, y aun así alcanzar el lugar de la lesión en cantidades suficientes para producir un efecto."
"Hemos encontrado una secuencia peptídica de cuatro aminoácidos: cisteína, alanina, glutamina y lisina (CAQK), que reconoce tejido cerebral dañado", dice Erkki Ruoslahti, autor principal del estudio, en la información del SBP. "Este péptido se podría utilizar para aplicar tratamientos que limitan la extensión del daño."
Cerca de 2,5 millones de personas en los EE.UU. sufren lesiones cerebrales traumáticas cada año, generalmente como resultado de accidentes automovilísticos, caídas, y violencia. Aunque la lesión inicial no puede repararse, los efectos perjudiciales en el cerebro y los vasos sanguíneos se pueden minimizar.
"Las intervenciones actuales para las lesiones cerebrales agudas están dirigidas a estabilizar al paciente mediante la reducción de la presión intracraneal y el mantenimiento del flujo sanguíneo, pero no hay medicamentos aprobados para detener la cascada de eventos que causan daños secundarios", dice Aman Mann, Ph.D., investigador postdoc en el laboratorio de Ruoslahti y co-primer autor del estudio con Pablo Scodeller, otro post-doct.
Más de un centenar de compuestos se encuentran actualmente en ensayos preclínicos para disminuir el daño cerebral después de una lesión. Estos fármacos candidatos bloquean los eventos que causan daños secundarios: la inflamación, los altos niveles de radicales libres, la sobre-excitación de las neuronas, y la señalización que conduce a la muerte celular.
"Nuestro objetivo era encontrar una alternativa a la inyección directa de agentes terapéuticos en el cerebro, que es invasiva y puede añadir complicaciones", explica Ruoslahti. "El uso de este péptido para suministrar fármacos significa que podrían ser administrados por vía intravenosa, y aun así alcanzar el lugar de la lesión en cantidades suficientes para producir un efecto."
Unión
El péptido CAQK se une a los componentes de la malla que rodea las células del cerebro llamadas proteoglicanos de sulfato de condroitina. Las cantidades de estas grandes proteínas decoradas con azúcar aumentan después de una lesión cerebral.
"No sólo hemos mostrado que CAQK lleva moléculas y nanopartículas del tamaño de medicamentos a las zonas dañadas en modelos de ratón con lesiones cerebrales agudas, sino que también probamos la unión de péptidos a muestras de cerebros humanos lesionados y encontramos la misma selectividad", agrega Mann.
"Este péptido también se podría utilizar para crear herramientas para identificar lesiones cerebrales, particularmente las leves, uniendo el péptido a materiales que pueden ser detectados por los dispositivos de formación de imágenes médicas", comenta Ruoslahti. "Y, debido a que el péptido puede distribuir nanopartículas que se pueden cargar con moléculas grandes, eso podría permitir terapias de enzimas o de silenciación de genes."
El equipo de Ruoslahti y sus colaboradores están probando las aplicaciones de estos hallazgos utilizando modelos animales de otras lesiones del sistema nervioso central, tales como lesiones de médula espinal y esclerosis múltiple.
El péptido CAQK se une a los componentes de la malla que rodea las células del cerebro llamadas proteoglicanos de sulfato de condroitina. Las cantidades de estas grandes proteínas decoradas con azúcar aumentan después de una lesión cerebral.
"No sólo hemos mostrado que CAQK lleva moléculas y nanopartículas del tamaño de medicamentos a las zonas dañadas en modelos de ratón con lesiones cerebrales agudas, sino que también probamos la unión de péptidos a muestras de cerebros humanos lesionados y encontramos la misma selectividad", agrega Mann.
"Este péptido también se podría utilizar para crear herramientas para identificar lesiones cerebrales, particularmente las leves, uniendo el péptido a materiales que pueden ser detectados por los dispositivos de formación de imágenes médicas", comenta Ruoslahti. "Y, debido a que el péptido puede distribuir nanopartículas que se pueden cargar con moléculas grandes, eso podría permitir terapias de enzimas o de silenciación de genes."
El equipo de Ruoslahti y sus colaboradores están probando las aplicaciones de estos hallazgos utilizando modelos animales de otras lesiones del sistema nervioso central, tales como lesiones de médula espinal y esclerosis múltiple.
Referencia bibliográfica:
Aman P. Mann, Pablo Scodeller, Sazid Hussain, Jinmyoung Joo, Ester Kwon, Gary B. Braun, Tarmo Mölder, Zhi-Gang She, Venkata Ramana Kotamraju, Barbara Ranscht, Stan Krajewski, Tambet Teesalu, Sangeeta Bhatia, Michael J. Sailor, Erkki Ruoslahti: A peptide for targeted, systemic delivery of imaging and therapeutic compounds into acute brain injuries. Nature Communications (2016). DOI: 10.1038/ncomms11980.
Aman P. Mann, Pablo Scodeller, Sazid Hussain, Jinmyoung Joo, Ester Kwon, Gary B. Braun, Tarmo Mölder, Zhi-Gang She, Venkata Ramana Kotamraju, Barbara Ranscht, Stan Krajewski, Tambet Teesalu, Sangeeta Bhatia, Michael J. Sailor, Erkki Ruoslahti: A peptide for targeted, systemic delivery of imaging and therapeutic compounds into acute brain injuries. Nature Communications (2016). DOI: 10.1038/ncomms11980.