Separación de fase líquido-líquido de la proteína α-sinucleína : implicancias en la etiología de la enfermedad de Parkinson

• Autores: Rodríguez, Leandro Cruz
• Año de publicación: 2024
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Celej, María Soledad; Juarez, Ana Valeria; Bracamonte, Guillermo A.; Pietrasanta, Lía Isabel; Ambroggio, Ernesto Esteban
• Materia: Biología celular; Biología molecular; Neurofisiología; Fisiología del cerebro; Proteínas; Alfa-sinucleína; Farmacología; Separación química
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2024.
Fil: Rodríguez, Leandro Cruz. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
La α-sinucleína (α-sin) juega un papel central en la fisiología neuronal y es crucial en la patogenia de la enfermedad de Parkinson (EP), una de las sinucleinopatías más prevalentes. Localizada predominantemente en las terminales presinápticas, está implicada, entre otras funciones, en la regulación y tráfico de vesículas sinápticas de reserva. En condiciones patológicas, la α-sin puede formar fibras amiloides, las cuales son característicos de la EP y contribuyen a la progresión de la neurodegeneración. Esta tesis doctoral aborda cómo la separación de fase líquido-líquido (SFLL) de la α-sin, influenciada por diversas biomoléculas, modificaciones post-traduccionales y condiciones ambientales, puede inducir la formación de biocondensados de la proteína, así como el potencial rol de este fenómeno en la agregación de la proteína. El entendimiento de estos procesos a nivel molecular no solo amplía nuestra comprensión sobre la EP, sino que también sugiere posibles dianas farmacológicas para intervenciones terapéuticas. Inicialmente, se investiga la capacidad de la α-sin de formar condensados líquidos a través de la SFLL bajo diversas condiciones experimentales. Utilizando técnicas biofísicas como la microscopía de fluorescencia, se explora como el pH, modificaciones post-traduccionales y la fuerza iónica impactan en la propensión de formar condensados de la proteína. Por un lado, se muestra como una disminución del pH, a bajas concentraciones de sales monovalentes, modifica el comportamiento de fase de la proteína. Por otro lado, ciertas modificaciones post-traduccionales no afectan la propensión de formar gotas liquidas de la proteína para las condiciones estudiadas. Estos resultados realzan la importancia del microambiente celular en la patogénesis de la EP. Posteriormente, se examina el efecto de diversas biomoléculas de relevancia biológica en la SFLL de la α-sin. Se encontró que las poliaminas naturales, espermina y espermidina, así como el ATP influyen de manera distintiva en las transiciones de fase de la α-sin. Notablemente se observaron condensados líquidos de la proteína en presencia de espermina, la cual ha sido propuesta como un acelerador de agregación de α-sin. La proteína Tau, fundamental en múltiples neuropatías como le enfermedad del Alzheimer, induce la formación de condensados sinérgicos entre las proteínas. Estos resultados destacan la importancia de la homeostasis celular en la formación de estos biocondensados, y su implicancia en la agregación anómala de la α-sin. Se realiza, por primera vez, un estudio de las características del ambiente interno de los diferentes condensados de α-sin. A través del uso de sondas fluorescentes, y el análisis fasorial de imágenes hiperespectrales, se muestra que existe un ambiente físico-químico distintivo dentro de los distintos biocondensados. Los condensados de α-sin, en presencia de espermina, presentan condiciones más favorables para la agregación ulterior de la proteína. Este resultado muestra la relevancia de controlar los microambientes proteicos, en particular para proteínas altamente patogénicas como la α-sin. En conclusión, este trabajo resalta la importancia de entender la dinámica de la SFLL de la α-sin como un mecanismo potencialmente crítico en la formación de inclusiones patológicas asociadas a la EP. Los resultados obtenidos sugieren que manipular este proceso podría ofrecer nuevas estrategias para el desarrollo de intervenciones terapéuticas destinadas a prevenir o retardar la progresión de la enfermedad. La capacidad de modular la SFLL de la α-sin en un contexto celular podría, por tanto, representar un avance significativo en el tratamiento de las sinucleinopatías. VIII
2026-08-31
Fil: Rodríguez, Leandro Cruz. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.