El ácido sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno (H2S), un gas hediondo, que huele a huevos podridos y está presente en los cuescos humanos, podría ayudar a combatir el Alzhéimer, indica un estudio realizado por investigadores de Universidad Johns Hopkins y el Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften (ISAS).
Molécula de sulfuro de hidrógeno. Ecured.cu.
El descubrimiento de las reacciones bioquímicas que lo hacen posible abre las puertas al desarrollo de nuevos fármacos para combatir las enfermedades neurodegenerativas.
El estudio, publicado en la revista Proceedings of the National Academies of Science, señala que hay una firme correlación entre el envejecimiento, la neurodegeneración y la señalización celular mediante el uso de sulfuro de hidrógeno y otras moléculas gaseosas dentro de la célula, explicae Bindu Paul, M.Sc., Ph.D., profesor de investigación en neurociencia en el Departamento de Solomon H. Snyder. of Neuroscience en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y autor principal correspondiente del estudio.
El cuerpo humano crea naturalmente pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno para ayudar a regular las funciones en todo el cuerpo, desde el metabolismo celular hasta la dilatación de los vasos sanguíneos. El campo de rápida expansión de la gasotransmisión muestra que los gases son las principales moléculas mensajeras celulares, con especial importancia en el cerebro. Sin embargo, a diferencia de los neurotransmisores convencionales, los gases no se pueden almacenar en vesículas.
Por ello, los gases actúan a través de mecanismos muy diferentes para facilitar rápidamente la mensajería celular. En el caso del sulfuro de hidrógeno, esto implica la modificación de las proteínas blanco (target) mediante un proceso llamado sulfhidratación química, que modula su actividad, dice Solomon Snyder, D.Phil., D.Sc., MD, profesor de neurociencia en la Universidad Johns Hopkins. Facultad de Medicina y coautor correspondiente del estudio.
Otros estudios con un nuevo método han demostrado que los niveles de sulfhidratación en el cerebro disminuyen con la edad, una tendencia que aumenta en pacientes con enfermedad de Alzheimer. Utilizando el mismo método, ahora confirman una disminución de la sulfhidratación en el cerebro con EA, explica el colaborador Milos Filipovic, Ph.D., investigador principal, Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften - ISAS, citado por el portal de la Universidad Johns Hopkins.
Los investigadores analizaron ratones modificados genéticamente para imitar la enfermedad de Alzheimer humana y les inyectaron un compuesto portador de sulfuro de hidrógeno llamado NaGYY, desarrollado por sus colaboradores en la Universidad de Exeter en el Reino Unido, que libera lentamente las moléculas de sulfuro de hidrógeno mientras viaja por todo el cuerpo.
Se detectó en los roedores cambios en la memoria y la función motora durante un período de 12 semanas. Las pruebas de comportamiento en los ratones mostraron que el sulfuro de hidrógeno mejoró la función cognitiva y motora en un 50% en comparación con los ratones que no recibieron las inyecciones de NaGYY. Los ratones tratados pudieron recordar mejor las ubicaciones de las salidas de la plataforma y parecían más activos físicamente que sus homólogos no tratados con la enfermedad de Alzheimer simulada.
Los resultados mostraron que los resultados conductuales de la enfermedad de Alzheimer podrían revertirse mediante la introducción de sulfuro de hidrógeno, pero los investigadores querían investigar cómo reaccionaba químicamente el cerebro a la molécula gaseosa. Una serie de experimentos bioquímicos reveló un cambio a una enzima común llamada glucógeno sintasa β (GSK3β).
En presencia de niveles saludables de sulfuro de hidrógeno, GSK3β normalmente actúa como una molécula de señalización, agregando marcadores químicos a otras proteínas y alterando su función. Sin embargo, los investigadores observaron que en ausencia de sulfuro de hidrógeno, la enzima GSK3β es sobreatraída a otra proteína en el cerebro llamada Tau. Cuando GSK3β interactúa con Tau, Tau cambia a una forma que se enreda y se agrupa dentro de las células nerviosas. A medida que crecen los grupos de Tau, las proteínas enredadas bloquean la comunicación entre los nervios, lo que finalmente hace que mueran.
Esa interacción conduce al deterioro y finalmente a la pérdida de la cognición, la memoria y la función motora, que es característica de la enfermedad de Alzheimer. “Comprender la cascada de eventos es importante para diseñar terapias que puedan bloquear esta interacción como lo hace el sulfuro de hidrógeno”, dice Daniel Giovinazzo, M.D./Ph.D. estudiante, primer autor del estudio. Hasta hace poco, los investigadores carecían de las herramientas farmacológicas para imitar cómo el cuerpo produce lentamente pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno dentro de las células.
El compuesto utilizado en este estudio hace exactamente eso y muestra que al corregir los niveles cerebrales de sulfuro de hidrógeno, podríamos revertir con éxito algunos aspectos de la enfermedad de Alzheimer, señala el colaborador del estudio Matt Whiteman, Ph.D., profesor de terapéutica experimental en la Facultad de Medicina de la Universidad de Exeter.
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