La búsqueda de tratamientos y detección precoz de las dolencias vinculadas a la cognición son uno de los principales desafíos científicos de este tiempo. En esta carrera por nuevas herramientas, ahora investigadores de la Universidad de Minnesota Twin Cities, en EEUU, han desarrollado una nueva técnica de diagnóstico que permitirá una detección más rápida y precisa de enfermedades neurodegenerativas.

Es probable que el método abra una puerta para el tratamiento y la mitigación más tempranos de diversas enfermedades que afectan a los humanos, como el Alzheimer y el Parkinson, y enfermedades que también impactan en animales, como la emaciación crónica (CWD, por sus siglas en inglés). El nuevo estudio acaba de publicarse en NanoLetters, una revista líder en su campo publicada por la American Chemical Society.

“Nuestro artículo se centra principalmente en la emaciación crónica de los ciervos, pero, en última instancia, nuestro objetivo es expandir la tecnología para un amplio espectro de enfermedades neurodegenerativas, siendo el Alzheimer y el Parkinson los dos objetivos principales. Nuestra visión ha sido desarrollar técnicas de diagnóstico poderosas y ultrasensibles para una variedad de enfermedades neurodegenerativas para que podamos detectar biomarcadores en una etapa temprana, lo que tal vez permita más tiempo para el despliegue de agentes terapéuticos que pueden ralentizar la progresión de la enfermedad. Queremos ayudar a mejorar la vida de millones de personas afectadas por patologías neurodegenerativas”, informó Sang-Hyun Oh, coautor principal de el artículo y Profesor Distinguido de la Universidad McKnight en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Minnesota.

Antes y más rápido

Las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson, la enfermedad de las vacas locas y la CWD (ampliamente encontrada en los ciervos) comparten una característica común: la acumulación de proteínas mal plegadas en el sistema nervioso central. Su detección es crucial para comprender y diagnosticar estos trastornos devastadores. Sin embargo, los métodos de diagnóstico existentes, como el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas y la inmunohistoquímica, pueden ser costosos, lentos y limitantes en términos de especificidad de anticuerpos.

El método de los investigadores de la Universidad de Minnesota, denominado Nano-QuIC (conversión inducida por temblores mejorada con nanopartículas), mejora significativamente el rendimiento de los métodos avanzados de detección de plegamiento incorrecto de proteínas, como la conversión inducida por temblores en tiempo real de los NIH Rocky Mountain Laboratories: método RT-QuIC.

Consiste en agitar una mezcla de proteínas normales con una pequeña cantidad de proteínas mal plegadas, lo que produce una reacción en cadena que hace que las proteínas se multipliquen y permite la detección de estas sustancias irregulares.

Usando muestras de tejido de ciervo, el equipo de la Universidad de Minnesota demostró que agregar nanopartículas de sílice de 50 nanómetros a los experimentos RT-QuIC reduce drásticamente los tiempos de detección de aproximadamente 14 horas a solo cuatro y aumenta la sensibilidad en un factor de 10.

Un ciclo de detección típico de 14 horas significa que un técnico de laboratorio puede realizar solo una prueba por día laboral normal. Sin embargo, con un tiempo de detección de menos de cuatro horas, los investigadores ahora pueden realizar tres o incluso cuatro pruebas por día.

Tener un método de detección más rápido y preciso es particularmente importante para comprender y controlar la transmisión de la caquexia crónica, una enfermedad que se está propagando entre los ciervos en América del Norte, Escandinavia y Corea del Sur.

Los investigadores creen que Nano-QuIC eventualmente podría resultar útil para detectar enfermedades de plegamiento incorrecto de proteínas en humanos, específicamente el Parkinson, la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, el Alzheimer y la ELA.

“Hacer pruebas para estas enfermedades neurodegenerativas tanto en animales como en humanos ha sido un gran desafío para nuestra sociedad. Lo que estamos viendo ahora es un momento realmente emocionante en el que están surgiendo nuevas pruebas de diagnóstico de próxima generación para estas enfermedades. El impacto que tiene nuestra investigación está mejorando enormemente este proceso, está haciendo a las pruebas más sensibles y accesibles”, indicó Peter Larsen, coautor principal del artículo y profesor asistente en el Departamento de Ciencias Veterinarias y Biomédicas de la Universidad de Minnesota.

Además de Oh y Larsen, el equipo involucrado en este artículo incluyó a los investigadores de Twin Cities de la Universidad de Minnesota Peter Christenson (autor principal y candidato a doctorado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática), Manci Li (candidato a doctorado en el Programa de Biociencias Moleculares y Comparadas), y Gage Rowden (investigador del Departamento de Ciencias Veterinarias y Biomédicas).

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