El Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativa que se manifiesta como deterioro cognitivo y trastornos conductuales. Se caracteriza en su forma típica por una pérdida de la memoria inmediata y de otras capacidades mentales, en la medida en que las neuronas mueren y diferentes zonas del cerebro se atrofian. Algunos de los síntomas característicos de la enfermedad se originan por problemas en la sinapsis, es decir, el proceso por el cual se comunican las neuronas. Uno de esos neurotransmisores -la acetilcolina- puede presentar un mal funcionamiento cuando es destruida por una enzima, la acetilcolinesterasa.

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“Un enfoque terapéutico del Alzheimer es tratar de inhibir la acción de la acetilcolinesterasa. En general, muchas drogas son inhibidoras de esta enzima y eso es lo que intentamos hacer: identificar y diseñar nuevas moléculas para nuevas drogas”, destacó a Argentina Investiga Georgina Tonarelli, docente e investigadora de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas (FBCB) de la Universidad.

Los científicos de las facultades de Bioquímica y Ciencias Biológicas e Ingeniería Química buscan en la naturaleza sustancias que tengan actividad biológica y sean capaces de inhibir la acción de la enzima. Se trata de moléculas similares a las proteínas pero más pequeñas, con un reducido número de aminoácidos unidos entre sí. Estas “mini proteínas” reciben el nombre de péptidos y pueden encontrarse en toda la naturaleza, donde desempeñan múltiples funciones biológicas. Encontrar un péptido que tenga una actividad biológica específica es parecido a buscar una aguja en un pajar.

“Los péptidos bioactivos pueden ser aislados de fuentes naturales y también pueden ser sintetizados químicamente en el laboratorio”, explicó Tonarelli.

En la búsqueda

Numerosos péptidos bioactivos han sido aislados de venenos de animales, de plantas y de microorganismos. Los investigadores de Química Orgánica y Ecotoxicología de la FBCB se enfocaron en el trabajo con anfibios de la región. Observaron que el cóctel químico que secreta en su piel la especie Hypsiboas pulchellus como mecanismo de defensa, tiene capacidad de inhibir la enzima acetilcolinesterasa.

A través del uso de electrodos se estimulan las glándulas granulares del animal y en las secreciones que se liberan se hallan los péptidos, junto a otros compuestos bioactivos. “Se realizan diferentes ensayos de screening de actividad biológica con las secreciones de la rana, incluyendo actividad antimicrobiana e inhibidora de sistemas enzimáticos. Las muestras posteriormente son analizadas para identificar los péptidos que la componen”, detalló Tonarelli.

“Los péptidos bioactivos presentes en las secreciones de las ranas se encuentran en cantidades muy pequeñas, es por eso que una vez identificadas las secuencias, se los sintetiza en el laboratorio”, explicó. De esta forma, los investigadores pueden disponer de suficiente material biológico para poner a prueba la actividad de los péptidos con moléculas “de laboratorio” que imitan a las naturales.

A partir de microorganismos

Las bacterias y levaduras también pueden ser fuente de péptidos bioactivos por lo que un grupo de investigadores de la FIQ se dedica a identificar las valiosas moléculas a partir de estos microorganismos obtenidos de matrices alimentarias.

Las bacterias acido lácticas (las que se utilizan para transformar la leche en yogur o en queso, por ejemplo) son capaces de romper la caseína de la leche y fraccionarla en una gran cantidad de pequeños péptidos. “En algunos de esos péptidos se ha detectado actividad farmacológica como inhibidores de la acetilcolinesterasa o del sistema convertidor renina - angiotensina, es decir, actividad antihipertensiva”, explicó Arturo Simonetta, docente e investigador de la FIQ.

Para esto, los científicos primero deben encontrar una cepa de una bacteria que al actuar sobre la caseína produzca un péptido activo. “Luego hay que encontrar cuál es ese péptido y eso es lo más difícil. Aislarlo y purificarlo no es nada fácil”, recalcó.

También las levaduras, microorganismos ampliamente utilizados en diversos procesos biotecnológicos, poseen en su estructura unas proteínas especiales que, luego de ser extraídas y sometidas a tratamientos con diferentes enzimas, pueden generar péptidos con actividad antiacetilcolinesterasa o antihipertensiva.

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“El objetivo de este trabajo que desde hace varios años realizamos en forma conjunta los dos grupos de investigación no sólo radica en la búsqueda de nuevos fármacos, sino también en indagar en la posibilidad de incorporar estas moléculas bioactivas a distintas matrices alimentarias. Esto se hace con el fin de obtener alimentos funcionales que, además de cumplir con su natural función de nutrir al consumidor, puedan también contribuir a prevenir la aparición de las enfermedades mencionadas”, concluyó Simonetta.