Un consorcio de ARPA-H busca predecir el mal plegamiento de proteínas implicadas en ELA, alzhéimer y cáncer

Según informó la Universidad de Maryland, Baltimore County (UMBC), la institución se sumó al consorcio SEEDS (Sequence-to-disease: Environment-aware Ensembles of Disordered proteins at Scale), un proyecto de investigación multiinstitucional financiado por la Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H) con hasta 51,7 millones de dólares. La iniciativa, de cuatro años de duración, busca predecir cómo se mal plegan las proteínas asociadas a enfermedades antes de que se produzcan daños irreversibles y utilizar esas predicciones para desarrollar nuevos métodos diagnósticos y tratamientos.

Una plataforma para proteínas difíciles de abordar

El proyecto se centra en proteínas conocidas como intrínsecamente desordenadas (IDP, por sus siglas en inglés). A diferencia de la mayoría de las proteínas, que adoptan estructuras tridimensionales estables, las IDP adoptan múltiples formas según las condiciones del entorno celular, como la acidez, el hacinamiento molecular o la presencia de metales. Esa flexibilidad les permite cumplir funciones en células sanas, pero también las vuelve extremadamente difíciles de estudiar y de abordar terapéuticamente cuando algo falla, razón por la que muchas han sido calificadas como "indrugables".

El equipo combinará predicciones computacionales con mediciones experimentales en distintos contextos, con el objetivo de pasar de describir estas proteínas una a una a anticipar su comportamiento a partir de su secuencia y de su entorno. En lugar de depender solo de modelos informáticos, el consorcio pondrá a prueba sus predicciones en el laboratorio.

La participación de UMBC y del equipo ampliado

Dentro del consorcio, la participación de UMBC está dirigida por David Garcia, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Química, Bioquímica y Ambiental. Su equipo realizará experimentos de laboratorio de alto rendimiento como parte del esfuerzo integrado, que reúne a diez instituciones académicas y siete socios industriales. El consorcio es codirigido por Priyanka Joshi, de Georgetown University, y Chuankai (Kai) Zhou, del Buck Institute for Research on Aging.

Un enfoque inicial en alzhéimer y sarcoma de Ewing

Aunque el mal plegamiento y la agregación de proteínas están asociados a múltiples enfermedades neurodegenerativas y crónicas —entre ellas el alzhéimer, la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y algunos tipos de cáncer—, el proyecto prioriza en su fase inicial el estudio del alzhéimer y del sarcoma de Ewing. El equipo también señaló que espera generar conocimientos aplicables a otras enfermedades vinculadas al mismo mecanismo biológico.

Qué significa la mención del ELA

La inclusión de la ELA entre las enfermedades mencionadas por los responsables del proyecto responde a que la acumulación de proteínas mal plegadas es uno de los mecanismos estudiados en la investigación sobre esta enfermedad. Sin embargo, el foco principal de SEEDS no es la ELA, y los resultados, cuando estén disponibles, deberán interpretarse con prudencia: el consorcio se encuentra en sus primeras etapas y trabaja con modelos computacionales y experimentales que aún deben demostrar utilidad clínica.

SEEDS forma parte del programa BIOGAMI (BIOmolecular Grammar for protein Aggregation Modulation and Intervention) de ARPA-H, dirigido por la directora de programa Shannon Greene. El programa se enfoca en las etapas más tempranas de la disfunción proteica, antes de que las proteínas se plieguen incorrectamente o se agrupen y causen daño celular duradero. De acuerdo con la información institucional, el consorcio también busca sentar bases para entender mejor las reglas que gobiernan el comportamiento de las proteínas flexibles, con la expectativa de que ese conocimiento pueda traducirse en formas de detectar y, eventualmente, prevenir los cambios que conducen a enfermedad.

Fuente: UMBC — https://umbc.edu/stories/umbc-umbc-research-misfolded-proteins/