Un equipo de investigadores han cristalizado una proteína que esperan que muestre lo que ocurre en el cerebro cuando una persona se vuelve adicta a la nicotina, una buena noticia para las personas que intentan dejar de fumar.
Los científicos esperan que los hallazgos – publicados en Nature – conduzcan finalmente a nuevos tratamientos.
En Estados Unidos, 1 de cada 5 muertes se atribuyen al consumo de tabaco y el consumo de tabaco es responsable de casi 6 millones de muertes en el mundo cada año.
El tabaquismo es la primera causa de muerte evitable en EE.UU., de acuerdo con los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC).
Los medicamentos existentes, los parches de nicotina y gomas de mascar han tenido éxito ayudando a que las personas dejen de usar productos de nicotina.
Durante décadas, los científicos han tratado de identificar la estructura 3-D de una proteína conocida receptor nicotínico como lalfa-4-beta-2 (α4β2).
Hasta ahora, no ha habido forma de estudiar los efectos de la nicotina en el cerebro, y cómo se convierte en adictiva, en el nivel atómico. El avance actual debería conducir a una nueva comprensión de los efectos moleculares de la nicotina.
El receptor nicotínico α4β2 se encuentra en las células nerviosas en el cerebro. Cuando una persona fuma un cigarrillo o mastica tabaco, la nicotina se une a este receptor. Esto abre un camino para que los iones entren en la célula.
Hay beneficios cognitivos, incluyendo una mejora de la memoria y el enfoque, pero también es muy adictiva.
Durante años, equipos de todo el mundo han estado esperando que la raya torpedo proporcione las pistas que necesitan para entender cómo funciona esta proteína.
El órgano eléctrico de las rayas es conocido por ser una fuente rica de los receptores nicotínicos, y proporcionó una gran cantidad de información clave. Sin embargo, la vista maximizada que los científicos anhelaban siguió siendo difícil de conseguir.
La proteína de la raya era demasiado inestable. No podía ser genéticamente modificada, y no se cristalizaría.
El actual equipo intentó una nueva estrategia; encontraron una manera de producir un gran número de receptores nicotínicos mediante la infección de una línea celular humana con un virus.
Insertaron genes en el virus, y estos genes codificaron las proteínas requeridas. Las células que fueron infectadas con el virus comenzaron a producir grandes cantidades del receptor.
Mediante el uso de un limpiador y de otros métodos de purificación, los investigadores separaron el receptor de la membrana celular, y eliminaron todas las otras proteínas, quedándose con miligramos del receptor puro.
A continuación, mezclaron al receptor con productos químicos que normalmente promueven la cristalización. Se miraron miles de combinaciones químicas, y finalmente tuvieron éxito cultivando cristales del receptor.
Los cristales fueron unidos por la nicotina, y midieron alrededor de 0,2 milímetros de longitud.
Para obtener una estructura de alta resolución del receptor, los investigadores utilizaron medidas de difracción de rayos-X.
El próximo paso será observar las estructuras cuando no hay nicotina, y cuando se aplican diferentes moléculas con efectos funcionales.
Se espera que comparando las estructuras de esta manera arroje luz sobre cómo la nicotina actúa y qué hace diferente a otros productos químicos.
Posibles aplicaciones futuras
El coautor del estudio, el Dr. Ryan Hibbs, profesor asistente de neurociencia y biofísica con el Instituto O’Donnell del Cerebro del University of Texas Southwestern Medical Center en Dallas, señala que podría llevar años desarrollar y probar cualquier tratamiento.
“Se requiere un gran equipo de personas y una empresa farmacéutica para estudiar la proteína y el desarrollo de los medicamentos, pero creo que ésta es la primera piedra para hacer que eso suceda“, dijo el Dr. Ryan Hibbs.
Otras enfermedades relacionadas con el receptor nicotínico incluyen algunos tipos de epilepsia, enfermedad mental y demencia – por ejemplo, la enfermedad de Alzheimer. Éstas también podrían beneficiarse del descubrimiento.
..Susana Calvo
