Investigadors d’IQS participen en el projecte AMYLIGHT, amb l’objectiu de desenvolupar estratègies foto-terapèutiques per tractar malalties relacionades amb l’amiloïdosi, com són l’Alzheimer o la malaltia de Parkinson.
Unió dels fotocatalitzadors a fibres amiloides patogèniques, per a la seva destrucció selectiva al ser irradiades
El plegament defectuós i l’agregació de proteïnes en fibres amiloides és l’origen de molts trastorns neurodegeneratius, como per exemple la malaltia de Parkinson i l’Alzheimer. La amiloïdosi es produeix quan les substàncies «amiloides» – proteïnes anormals que es generen a la medul·la òssia – s’acumulen en determinats teixits o òrgans.
En els darrers anys, s’han desenvolupat eines fotoquímiques per tal de bloquejar l’agregació dels amiloides. Aquestes estratègies es basen en catalitzadors de foto-oxigenació (o fotocatalitzadors), és a dir, compostos que són capaços de fotosensibilitzar la producció d’espècies reactives d’oxigen (ROS), típicament oxigen en el seu estat electrònic singlet, que, un cop formades, reaccionen amb els pèptids amiloides per alterar la seva agregació.
Si bé s’ha aconseguit la degradació d’agregats amiloides utilitzant diversos compostos fotocatalitzadors, les principals limitacions d’aquesta estratègia són la baixa eficàcia de la foto-oxigenació i la baixa selectivitat de la fotodegradació produïda.
Projecte AMYLIGHT
Així sorgeix AMYLIGHT, un projecte col·laboratiu internacional de tres anys de durada (2019-2021) amb l’objectiu de desenvolupar estratègies basades en la fototeràpia per al tractament de malalties relacionades amb el desenvolupament d’amiloides. Es tracta d’un dels projectes convocats per l’Agencia Estatal de Investigación (AEI) per celebrar els 150 anys de relacions diplomàtiques entre Japó i Espanya.
AMYLIGHT està liderat per la Dra. Cristina Flors de l’Institut IMDEA Nanociencia , i hi participen en el mateix el grup de recerca AppLightChem d’IQS School of Engineering, liderat per el Dr. Santi Nonell, i el grup del Dr. Youhei Sohma de la University of Tokyo.
Els problemes associats al desenvolupament d’amiloides s’aborden des de dos àmbits. Per una part, l’equip del Dr. Sohma sintetitza una sèrie de nous compostos prometedors basats en la família dels Borodipirrometans (BODIPYs), amb propietats fotoquímiques favorables i àmplia diversitat estructural. Aquests compostos incorporen una unitat de detecció per a estructures amiloides d’ordre superior, “activant” la producció d’oxigen singlet selectivament quan estan units a agregats.
Per la seva part, els grups liderats per la Dra. Flors i el Dr. Nonell investiguen el mecanisme de fotodegradació induït per aquests compostos al nivell de fibra única, utilitzant tècniques avançades como la nanoscòpia (microscòpia de força atòmica i microscòpia de fluorescència de súper-resolució), i la detecció resolta en el temps de la emissió d’oxigen singlet en l’infraroig proper. Es pretén amb això visualitzar, quantificar i racionalitzar la producció d’oxigen singlet per els fotocatalitzadors, un cop units a la fibra amiloide i els defectes estructurals de la mateixa.
Els estudis combinats de microscòpia i espectroscòpia proporcionen una visió unificada del dany induït per la llum i el desacoblament dels agregats amiloides, així com un conjunt de regles de disseny per a la propera generació d’agents fototerapèutics.
Finalment, els fotocatalitzadors optimitzats s’assajaran en models de la malaltia en ratolins, per tal de demostrar el seu efecte terapèutic.
AMYLIGHT és un dels tres projectes finançats per el Gobierno de España, a través de la Agenica Esatatl de Invetsigacion (AEI), en el marc de cooperació entre la AEI i la Japanese Medical Research Agency (AMED)
