¿Qué son las fibrillas amiloides?

Las fibrillas amiloides son agregados de proteínas en forma de hilo que son insolubles y resistentes a la actividad de la proteasa. Dependiendo de la proteína que compone las fibrillas, las estructuras amiloides pueden acumularse en diferentes sitios del cuerpo, incluidos el cerebro, las articulaciones y el páncreas. La extensa evidencia genética, patológica y bioquímica indica que la acumulación de fibrillas amiloides en los tejidos está involucrada en numerosas enfermedades, incluidas Alzheimer, Parkinson, diabetes tipo 2 y enfermedad priónica. Por ejemplo, los cerebros de los pacientes de Alzheimer muestran placas de fibrillas amiloides formadas a partir de proteína beta-amiloide.

Aproximadamente 30 proteínas forman fibrillas amiloides en humanos; No están relacionados y no comparten una estructura común o similitud de secuencia. Sin embargo, todos ellos se doblan de una manera que difiere de los patrones de plegamiento de proteínas normales, con la misma estructura que siempre se encuentra en el núcleo de una fibrilla. Las proteínas que forman fibrillas amiloides en enfermedades humanas incluyen cadenas de luz de inmunoglobulina, gelSolina, procalcitonina, proteína beta-amiloide, proteína amiloide sérica A, beta 2-microglobulina, transpetina y proteína priónica.

Independientemente de las proteínas involucradas, las fibrillas amiloides tienen propiedades estructurales características, particularmente su estructura cuaternaria de hoja cruzada. Las proteínas individuales se basan en filamentos largos que vinculan uno al lado del lado en cintas. Estas pilas de hojas beta, fuertemente conectadas por enlaces de hidrógeno, corren perpendiculares al eje largo de la fibrilla.

Esta estructura distintiva podría resultar de la fuerte carga transportada por los bloques de construcción de las fibrillas. Las proteínas con secuencias ricas en glutamina son importantes en las enfermedades de los priones y la enfermedad de Huntington. Las glutaminas pueden preparar la estructura de la hoja beta formando enlaces de hidrógeno intraestrand entre los carbonilos y nitógenos de amida. En otras proteínas, como la proteína beta-ameloide asociada al Alzheimer, Asso hidrófoboSe cree que la ciación mantiene la estructura unida.

Las fibrillas amiloides son el resultado de problemas en el autoensamblaje de proteínas y parecen ser el resultado del proceso de envejecimiento. La gran mayoría de las enfermedades causadas por estructuras amiloides se encuentran en pacientes de edad avanzada. Una vez se creía que las fibrillas ameloides son inerte, con intermedios tóxicos que dañan las células durante su formación, causando el daño celular. La investigación ha demostrado, sin embargo, que las fibras en sí son en realidad tóxicas, particularmente cuando se fragmentan en piezas más cortas. No se sabe exactamente cómo las fibras son tóxicas para las células o por qué las fibras más cortas son más tóxicas, pero una posibilidad es que su tamaño pequeño facilite la entrada de células.

Estas fibrillas tienen una apariencia característica recta y no ramificada cuando se observan por microscopía electrónica. Por lo general, se identifican indirectamente utilizando colorantes fluorescentes, polarimetría de manchas, dicroísmo circular o espectroscopía infrarroja de transformación de Fourier. Un análisis de difracción de rayos X puedeser utilizado para determinar directamente la presencia de la estructura de la columna vertebral transversal mediante señales de difracción de dispersión característica.