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Identifican a las “proteínas llave” de la adicción al tabaco; se adhieren a nicotina

Científicos de EU señalan que bloquean acción de dos neuroconductores, por lo que el cuerpo siente la necesidad de recibirlas y las personas vuelven a fumar

Científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Texas Southwestern, en Dallas, identificaron y describieron en tercera dimensión o 3D a un grupo de proteínas que se adhiere a la nicotina y viajan en el humo de los cigarrillos, volviéndolos extremadamente adictivos.

Estas proteínas bloquean la acción de dos neuroconductores y sustituyen su función, por lo cual el cuerpo siente la necesidad de recibirlas y las personas vuelven a fumar. El reporte de la descripción de estas proteínas indica que el conocimiento de cómo operan las proteínas recién descubiertas podría ayudar a que las terapias médicas para dejar de fumar sean más eficientes y con menos efectos molestos para las personas que quieran suspender el consumo de tabaco. 

Los resultados de su investigación fueron publicados en la revista británica Nature.  En el reporte se pueden observar los planos a escala atómica de la clase más abundante de receptores nicotínicos de la acetilcolina cerebral. La comprensión estructural de las proteínas puede ayudar a bloquear la acción adictiva.

“Cuando este receptor se une al neurotransmisor acetilcolina o a la nicotina, conduce a la activación de la neurona, que luego envía señales a otras neuronas”, explicó el doctor Ryan ­Hibbs, autor del estudio y profesor asistente de Neurociencia y Biofísica en la Universidad de Texas Southwestern. “Este proceso de neurotransmisión química influye en toda la rápida comunicación entre las neuronas. Este receptor específico está estrechamente vinculada a la adicción a la nicotina”.

Los investigadores obtuvieron las estructuras de alta resolución usando un equipo especializado que tiene un valor de 22.5 millones de dólares. Se trata de un equipo de Microscopía Cryo-electrónica (cryo-EM), en el que las muestras son congeladas rápidamente para evitar la formación de cristales de hielo que alteren la estructura molecular. Así, es posible mirar y describir moléculas orgánicas a temperaturas de menos 321 grados Fahrenheit (menos 196 grados centígrados), que son consideradas temperaturas criogénicas.

Los equipos que fueron usados son considerados uno de los mejores del mundo para la biología estructural cryo-EM.

DOS NOVEDADES. Dos aspectos novedosos del estudio lo hacen destacar en los campos de la neurociencia y la biología estructural. En primer lugar, los investigadores descubrieron un nuevo proceso biológico sobre cómo el receptor une la nicotina en el cerebro, como explicó el doctor Hibbs. Además, en segundo lugar se pudieron desvelar nuevos aspectos técnicos sobre la manera cómo se ensambla la proteína de la nicotina que después se adhiere a las células nerviosas del cerebro.

“El descubrimiento que hicimos acerca de diferentes maneras en que la nicotina interactúa con este receptor puede ayudar en el diseño de fármacos para tratar la adicción a la nicotina y la neurodegeneración” añadió Hibbs.

“Con respecto a lo que ocurre en el receptor, algo de mucho interés y un avance es el hecho de que anteriormente, las técnicas de determinación de la estructura clásica generalmente requerían una muestra homogénea. Sin embargo, para esta proteína, el receptor adopta múltiples formas que tienen consecuencias biológicas importantes. Por ejemplo, puede ocurrir que se presente un desbalance en la relación de los dos arreglos de subunidad, esté vinculado a ambos adicción a la nicotina y epilepsia congénita.”

Las proteínas que estudiaron se componen de cinco subunidades. Se utilizó un anticuerpo etiquetado para identificar subunidades y superar desafíos en cómputo cryo-EM para obtener así las estructuras de ambos complejos de cinco subunidades de una sola muestra. Esto no se había hecho antes y proporciona un enfoque general para la determinación de las estructuras y las interacciones de la nicotina y sus componentes con el cerebro.

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