Nombre organización: Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC)
Otras organizaciones participantes: Red Española de Supercomputación (RES), Universidad Autónoma de Madrid y EuroCC Spain.
Área: Academia.
El cerebro es el órgano de mayor consumo energético del cuerpo humano y depende de una vasculatura altamente especializada que lo aísla del resto del organismo: la barrera hematoencefálica (BBB). Esta controla el paso de moléculas hacia y desde el cerebro, siendo clave en la salud neurológica.
El receptor LRP1 es una glucoproteína de 4544 aminoácidos de gran interés porque su mal funcionamiento está relacionado con numerosas enfermedades neurodegenerativas, incluido el Alzheimer. Sin embargo, la estructura cristalina de LRP1 aún se desconoce, lo que limita el desarrollo de potenciales tratamientos terapéuticos.
El reto científico fue:
Modelar y comprender la estructura cuaternaria de LRP1, aprovechando el conocimiento de proteínas relacionadas como LRP2.
Analizar el papel de la glicosilación extendida en la estabilidad y organización estructural de esta proteína.
A partir de la estructura de la proteína LRP2, resuelta experimentalmente, el equipo liderado por Giuseppe Battaglia generó un modelo de LRP1 mediante homología estructural, que sugiere una conformación en espiral capaz de formar homodímeros en la región denominada canopy, muy densa en azúcares.
Gracias al superordenador Cibeles de la Universidad Autónoma de Madrid, se realizaron simulaciones de dinámica molecular atomística centradas en la región canopy.
Las simulaciones revelaron que:
Los glicanos actúan como un “pegamento dimérico”, reforzando las interacciones proteína–proteína y estabilizando la estructura de LRP1.
En ausencia de glicanos, la estructura se desestabiliza y sufre cambios conformacionales, lo que demuestra que los azúcares no son meros adornos estructurales, sino elementos activos en la organización de la proteína.
Este trabajo demuestra que la glicosilación extendida es un factor clave para la estabilidad de la estructura cuaternaria de LRP1.
Los hallazgos tienen implicaciones directas en la comprensión de los mecanismos de enfermedades neurodegenerativas y sugieren que la modificación de glicanos podría convertirse en una nueva diana terapéutica para el tratamiento del Alzheimer y otros trastornos asociados al mal funcionamiento de LRP1.
El Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) es un centro de investigación de referencia internacional en bioingeniería y biomedicina. Bajo el liderazgo de Giuseppe Battaglia, el equipo explora el papel de proteínas de membrana y glicanos en procesos fundamentales para la salud cerebral.
La colaboración con la RES, la Universidad Autónoma de Madrid y EuroCC Spain ha permitido realizar simulaciones moleculares de alta resolución que aportan nuevas perspectivas en el estudio de la barrera hematoencefálica y en el desarrollo de estrategias innovadoras frente a enfermedades neurodegenerativas.
