Un pequeño péptido podría prevenir daños cerebrales tras lesiones

Un equipo de investigación global, liderado por la empresa Aivocode y en colaboración con científicos del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), reportó que un pequeño compuesto tiene un fuerte efecto protector en modelos de lesiones cerebrales traumáticas en ratones. Este compuesto es un péptido formado por cuatro aminoácidos, denominado CAQK.

En pruebas realizadas en animales, tanto en ratones como en cerdos, los investigadores administraron CAQK a través de una vía intravenosa poco después de la lesión. El péptido se dirigió a las partes dañadas del cerebro, ya que se siente atraído por una proteína que se vuelve inusualmente abundante en el tejido lesionado tras un trauma. CAQK se acumuló donde esta proteína estaba concentrada y ayudó a reducir la inflamación, la muerte celular y el daño al tejido cerebral. En los ratones, el tratamiento también mejoró la recuperación funcional y no mostró toxicidad evidente.

Detalles del estudio y planes para ensayos en humanos

Los hallazgos fueron publicados en EMBO Molecular Medicine y apuntan a nuevas formas de tratar regiones cerebrales lesionadas. El trabajo fue liderado por Aivocode, una empresa derivada del Sanford Burnham Prebys Institute en San Diego, California, en asociación con IQAC-CSIC y la Universidad de California, Davis.

Aivocode fue fundada por los investigadores Aman P. Mann, Sazid Hussain y Erkki Ruoslahti, autores del estudio. La empresa planea solicitar permiso a la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) para comenzar ensayos clínicos de fase I en humanos. Aunque no se ha anunciado un cronograma, el pequeño tamaño de CAQK es relevante, ya que se trata de un péptido corto que es más fácil de fabricar y puede penetrar bien en los tejidos, lo que lo convierte en un candidato prometedor para un medicamento.

Lesiones cerebrales traumáticas y la falta de medicamentos aprobados

Las lesiones cerebrales traumáticas (TBI) suelen ocurrir tras un golpe en la cabeza, incluyendo lesiones por accidentes de tráfico, accidentes laborales o caídas. Se estima que afectan a alrededor de 200 personas por cada 100,000 habitantes cada año. La atención actual se centra en mantener a los pacientes estables, reduciendo la presión intracraneal y preservando el flujo sanguíneo, sin embargo, no existen medicamentos aprobados que detengan el daño cerebral en sí o la cascada secundaria que sigue, incluyendo la inflamación y la muerte celular. Algunos enfoques experimentales también requieren inyecciones directas en el cerebro, lo que es invasivo y puede llevar a complicaciones.

"Las intervenciones actuales para tratar lesiones cerebrales agudas buscan estabilizar al paciente reduciendo la presión intracraneal y manteniendo el flujo sanguíneo, pero no hay medicamentos aprobados que detengan el daño y los efectos secundarios de estas lesiones", explicó el Dr. Pablo Scodeller, investigador en IQAC-CSIC y coautor del estudio.

Un enfoque no invasivo y un vínculo clave con investigaciones anteriores

Desarrollar un tratamiento no invasivo para un cerebro lesionado sigue siendo uno de los mayores desafíos de la neurología. Este estudio se basa en investigaciones anteriores de 2016 publicadas en Nature Communications.

En ese trabajo anterior, el investigador Aman P. Mann y Pablo Scodeller, trabajando en el laboratorio del Dr. Ruoslahti (autor principal de ambos estudios), identificaron un péptido que podía dirigirse a áreas lesionadas del cerebro de ratones. El péptido, CAQK, fue encontrado utilizando un método de selección a gran escala llamado peptide-phage display, que ayuda a los investigadores a seleccionar moléculas que se unen a tejidos específicos. En ese momento, CAQK servía principalmente como un "vehículo" para llevar medicamentos directamente a la región lesionada. El nuevo estudio demuestra algo más: que CAQK en sí mismo puede tener efectos terapéuticos.

Cómo CAQK dirige el tejido dañado en ratones y cerdos

Para probar si CAQK podría funcionar como tratamiento, el equipo lo administró por vía intravenosa poco después de una lesión cerebral traumática moderada o severa. Luego observaron que el péptido se acumulaba en el tejido cerebral lesionado tanto en ratones como en cerdos (estos últimos tienen cerebros más similares a los humanos que los ratones). Los investigadores también encontraron que CAQK se une a glicoproteínas (proteínas unidas a azúcares), que aumentan después de la lesión y son parte de la matriz extracelular, una estructura de soporte que rodea las células cerebrales.

Cuando los ratones con lesiones cerebrales traumáticas recibieron CAQK, sus tamaños de lesión fueron más pequeños que los de los ratones de control. "Observamos menos muerte celular y una menor expresión de marcadores inflamatorios en el área lesionada, lo que indica que CAQK alivió la neuroinflamación y sus efectos secundarios. Las pruebas conductuales y de memoria realizadas después del tratamiento también mostraron mejoras en los déficits funcionales, sin toxicidad evidente", explicó el Dr. Mann, primer autor del estudio.

Los resultados sugieren que CAQK puede apoyar la reparación en el tejido cerebral dañado y puede tener valor terapéutico tras un trauma. "Lo emocionante es que, además de demostrar ser altamente efectivo, es un compuesto muy simple: un péptido corto que es fácil de sintetizar de manera segura a gran escala. Los péptidos con estas características muestran buena penetración en los tejidos y son no inmunogénicos", concluyó Scodeller.