Postnova Analytics informa que el Departamento de Biología Molecular y Biotecnología de la Universidad de Sheffield (Reino Unido) está utilizando su sistema de fraccionamiento de flujo de campo AF2000 para investigar el mecanismo de formación de amiloide, un proceso de plegamiento incorrecto de proteínas implicado como la causa de la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas.
Comprender las causas de las enfermedades neurodegenerativas es un gran desafío. Los brotes de EEB (comúnmente conocida como enfermedad de las vacas locas) y el aumento de la enfermedad de Alzheimer como una de las principales causas de muerte ha significado que existe una presión cada vez mayor para encontrar una cura. Estas dos enfermedades se caracterizan por la acumulación de material fibroso llamado «amiloide» en el cerebro. Se ha demostrado que el amiloide consiste en proteínas naturales ensambladas en fibrillas, moléculas similares a hilos cuidadosamente organizadas. Si este material basado en proteínas es o no la causa directa del deterioro del tejido cerebral en pacientes que padecen estas enfermedades es motivo de controversia. Sin embargo, está claro para todos que estas fibras proteicas están estrechamente asociadas con la patología: las mutaciones en los genes que codifican estas proteínas provocan el inicio temprano de la enfermedad y la muerte prematura. Otro motivo de esperanza es que este patrón de eventos puede ser común a casi todas las enfermedades neurodegenerativas, incluidas la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Huntington, y una gran cantidad de otras enfermedades, incluidas ciertas formas de cáncer, diabetes y accidentes cerebrovasculares.
Dra. Rosie StaniforthJefe del grupo de investigación de la Universidad de Sheffield comentó:
Es emocionante pensar que comprender el mecanismo de formación de amiloide puede ser un paso hacia una cura universal ya que, hasta ahora, las terapias solo se han dirigido a aliviar los síntomas, pero no pueden prevenir o detener la aparición de estas devastadoras enfermedades.
Para definir los eventos moleculares responsables de las reacciones de ensamblaje de la proteína beta amiloide, los investigadores deben medir directamente todas las especies involucradas o inferirlas a partir de un conjunto de datos más limitado. Uno de los problemas clave de los análisis actuales es que, si bien los datos experimentales sugieren que se forman grandes poblaciones de especies intermedias al principio de la reacción de ensamblaje de la proteína amiloide, y que estas especies pueden ser responsables de su neurotoxicidad, los modelos teóricos no pueden incorporarlas explícitamente porque existen muy pocos métodos para cuantificarlos durante la reacción de ensamblaje. El problema de caracterizar esta reacción en vivo es muy desafiante.
Fraccionamiento de flujo de campo (FFF) proporciona un método para analizar la distribución de especies en solución y tiene enormes ventajas sobre SEC-MALS como método para el fraccionamiento y caracterización de especies complejas. Esto se debe a que las especies que se agregan generalmente se adhieren a la fase sólida de las columnas de cromatografía: de manera beneficiosa en FFF, la ausencia de una fase sólida significa que este problema se elimina en gran medida. Además, la gama de especies que se pueden analizar en una sola ejecución mediante FFF es enorme, desde pequeños péptidos hasta nuestros agregados más grandes de micras de tamaño. Esto es exactamente lo que necesitamos para cuantificar las especies que podemos ver por microscopía electrónica.
El Dr. Staniforth agregó:
¡Postnova fue una verdadera sorpresa para nosotros! Obtuvimos dinero del Consejo de Investigación de Ciencias Biológicas y Biotecnología del Reino Unido (BBSRC) para comprar este equipo y sabíamos que el verdadero desafío sería trabajar con beta amiloide, conocido como «el péptido del infierno». Pusimos el listón muy alto al desafiar a diferentes proveedores para que produzcan datos para nosotros en unos pocos días. Postnova salió triunfante ya que su máquina AF2000 FFF es realmente fácil de usar. Nos dio la confianza de que no nos enfrentábamos a un largo período de optimización de métodos para llegar a donde necesitábamos. Nos gustó especialmente la opción de entrada frita y el divisor de flujo que nos ha permitido minimizar la concentración del péptido en el sistema, algo que conduce a una agregación artificial y conclusiones incorrectas. Postnova produjo algunos datos preliminares muy emocionantes que ahora podemos reproducir.
A pesar de haber tenido su sistema AF2000 solo por unas semanas, la Universidad de
Sheffield ya ha producido grandes datos sobre las protofibrillas beta amiloides que coinciden con la información que tenían de la microscopía electrónica, pero ahora revela su contribución a la muestra cuantitativamente. Los investigadores de Sheffield ahora pueden responder a la pregunta de qué tan importante es la especie que observan por microscopía electrónica para el proceso de ensamblaje de proteínas y qué porcentaje de la muestra total está en esta forma oligomérica.
El Posnova AF2000 es una plataforma de fraccionamiento de flujo de campo de flujo (FFF) de alto rendimiento para la separación de proteínas, macromoléculas y nanopartículas. De diseño modular, el AF2000 incorpora la experiencia, los conocimientos y los avances tecnológicos combinados de las casi dos décadas de liderazgo de Postnova Analytics en FFF. Al incorporar una gama de módulos FFF en un solo sistema integrado para proporcionar una separación universal, el AF2000 ofrece más flexibilidad, mejor rendimiento y resultados más sólidos que cualquier otro sistema anterior.
