La proteína SUMO podría impedir las agregaciones proteicas responsables de la enfermedad de Parkinson


Según un nueva investigación publicada el 11 de julio de 2011 en la revista Journal of Cell Biology, una pequeña proteína llamada SUMO podría impedir las agregaciones de proteínas que caracterizan a la enfermedad de Parkinson.


A small protein called SUMO might prevent the protein aggregations that typify Parkinson’s disease (PD), according to a new study in the July 11, 2011, issue of The Journal of Cell Biology.
Los cuerpos insolubles de proteínas son característicos en varias enfermedades neurodegenerativas. En la enfermedad de Parkinson, las neuronas acumulan gran cantidad de la proteína alfa-sinucleína formando cuerpos insolubles. Actualmente, no se conocen cuáles son las causas que provocan la acumulación de esta proteína. Con el objetivo de saber más sobre la enfermedad de Parkinson, los científicos alemanes sobreexpresaron la proteína alfa-sinucleína en células de riñón humano y encontraron que esta proteína fue modificada por la adición de SUMO, una pequeña proteína similar a la ubiquitina. La adición de SUMO generalmente aumenta la solubilidad de las proteínas, el resultado de esta investigación plantea la posibilidad de que la proteína SUMO afecte a la agregación de la alfa-sinucleína.

Los investigadores estudiaron si la adición de SUMO purificada dificultaba la agrupacion de alfa-sinucleína en fibrillas, filamentos similares a los detectados en las neuronas de los pacientes con enfermedad de Parkinson. Para ello, realizaron soluciones de la proteína alfa-sinucleína con SUMO. Tan sólo el 10 por ciento de las moléculas formaron fibrillas, es decir, que la formación de fibrillas se redujo de manera drástica.

Los investigadores encontraron que las moléculas de SUMO normalmente se adhieren a dos sitios específicos de la proteína alfa-sinucleína. En comparación con los controles, las células que producen variantes de las proteínas alfa-sinucleína, que carecen de estos dos sitios específicos, contienen más agrupaciones  y son más propensas a morir por apoptosis. Los científicos transformaron ratas genéticamente para obtener estas variantes de la proteína alfa-sinucleína en las neuronas, y obervaron que en estas ratas, la muerte celular aumentó en la sustancia nigra, la región del cerebro donde un gran número de neuronas mueren en los pacientes con enfermedad de Parkinson. El porqué en los pacientes con enfermedad de Parkinson no funciona la disgregación de fibrillas de alfa-sinucleína por adición de SUMO, sigue siendo sin saberse.

Insoluble protein clusters are the hallmarks of several neurodegenerative diseases. In PD, neurons harbor insoluble clumps of the protein alpha-synuclein. What triggers these protein pileups remains obscure. A possible clue for PD came when researchers overexpressed alpha-synuclein in human kidney cells and found that the protein was modified by the addition of the small, ubiquitin-like molecule SUMO. Since sumoylation generally boosts the solubility of proteins, the result raised the possibility that SUMO proteins affect the aggregation of alpha-synuclein.

Researchers tested whether sumoylating purified alpha-synuclein hindered its clustering into fibrils, filaments similar to those detected in neurons of PD patients. If all of the alpha-synuclein molecules in a solution were sumoylated, no fibrils appeared. And even if only 10 percent of the molecules were sumoylated, fibril formation slowed dramatically.

SUMO molecules typically attach to two sites on alpha-synuclein, the researchers found. Compared with controls, cells that produced alpha-synuclein variants lacking these two sites contained more protein clusters and were more likely to die by apoptosis. The scientists then genetically altered rats to manufacture the alpha-synuclein variants specifically in neurons. Cell death surged in the substantia nigra, the brain region where large numbers of neurons perish in PD patients. But whether sumoylation goes awry in these patients remains unknown.

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