Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha determinado la estructura atómica de la proteína RIPK1, esencial en la regulación de la muerte celular, particularmente en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Este avance, publicado en Nature Communications, se logró utilizando espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de biosólidos, una técnica innovadora que permite estudiar proteínas en estados funcionales y patológicos. La investigación destaca cómo las moléculas de RIPK1 forman estructuras fibrilares que activan la necroptosis, un proceso relacionado con la pérdida neuronal. Este hito posiciona a España como líder en biología estructural a nivel internacional.
Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado un avance significativo en el entendimiento de la muerte celular, crucial en enfermedades neurodegenerativas. Este grupo ha determinado la estructura atómica de una proteína conocida como RIPK1, que desempeña un papel fundamental en la regulación de procesos inflamatorios e infecciones.
La investigación, publicada en la revista Nature Communications, marca un hito al ser la primera vez que se define una proteína en España utilizando espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de biosólidos. Según Miguel Mompeán, líder del estudio y miembro del Instituto de Química Física Blas Cabrera (IQF-CSIC), esta técnica es especialmente adecuada para analizar proteínas en estados funcionales y patológicos que no son accesibles mediante métodos tradicionales.
Las moléculas de RIPK1 se ensamblan formando estructuras fibrilares ordenadas que actúan como plataformas moleculares para activar una vía de muerte celular denominada necroptosis. Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que esta misma vía podría estar implicada en la pérdida neuronal asociada a enfermedades neurodegenerativas. “Es crucial entender cómo se organizan las fibras de RIPK1 en este contexto”, subraya Mompeán.
Las técnicas convencionales, como la cristalografía de rayos X o la RMN de biomoléculas en disolución, presentan dificultades para estudiar estos sistemas debido a las características intrínsecas de los amiloides, tales como su incapacidad para formar cristales y su escasa solubilidad. En este sentido, la RMN de biosólidos se presenta como una solución innovadora que permite el análisis estructural de sistemas complejos que quedan fuera del alcance de otras metodologías.
El equipo del IQF-CSIC, junto con el Instituto de Biofísica (centro mixto CSIC–UPV/EHU), ha empleado un enfoque integrador combinando RMN de biosólidos y criomicroscopía electrónica. Esta combinación ha permitido determinar la disposición atómica precisa dentro del núcleo fibrilar de RIPK1, revelando así cómo se organiza cada proteína a nivel atómico dentro del ensamblaje.
La criomicroscopía electrónica ha complementado este análisis al ofrecer una visualización general de la arquitectura fibrilar. Este trabajo conjunto ha posibilitado reconstruir la estructura tridimensional del núcleo amiloide, lo cual es esencial para comprender tanto su formación controlada como los cambios que pueden inducir comportamientos anómalos en contextos patológicos.
Este avance fue posible gracias a un nuevo espectrómetro de RMN de 600 MHz con sonda criogénica específica para biosólidos, uno de los dos existentes actualmente en el ámbito académico mundial. Recientemente instalado en el Laboratorio Manuel Rico del IQFR-CSIC, este equipo forma parte integral de la Infraestructura Científico-Técnica Singular (ICTS) Red de Laboratorios de RMN de Biomoléculas (R-LRB).
El estudio está vinculado al proyecto europeo BiFOLDOME, financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC Starting Grant). Este esfuerzo refuerza las capacidades del sistema científico español para enfrentar desafíos emergentes en biología estructural. La rápida expansión de la RMN de biosólidos coloca a España en una posición competitiva dentro del panorama internacional en este campo clave.
Se ha estudiado la proteína RIPK1, que actúa como regulador de la muerte celular en procesos inflamatorios e infecciones y en enfermedades neurodegenerativas.
Se utilizó la espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de biosólidos, una técnica adecuada para estudiar proteínas en estados funcionales y patológicos.
Es relevante porque hay evidencias que sugieren que la vía de muerte celular asociada a RIPK1 está implicada en la pérdida de neuronas en enfermedades neurodegenerativas, como el alzhéimer.
Las técnicas convencionales son difíciles de aplicar a sistemas como los amiloides debido a su incapacidad para formar cristales, escasa solubilidad y gran tamaño molecular.
El objetivo fue desentrañar la estructura del amiloide funcional de RIPK1 y cómo se organiza a nivel atómico dentro del ensamblaje proteico.
El estudio fue posible gracias a un nuevo espectrómetro de RMN de 600 MHz con sonda criogénica específica para biosólidos, uno de solo dos disponibles actualmente en el ámbito académico mundial.