La hemoglobina podría mantener la clave para los nuevos tratamientos para enfermedades neurodegenerativas.
La proteína que se encuentra en los glóbulos rojos que transporta oxígeno en el cuerpo podría desempeñar un papel antioxidante potencialmente cambiante y previamente pasado por alto en el cerebro, según los investigadores del Instituto de Ciencias Básicas (SII) en Corea del Sur.
En enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica (ALS), el Parkinson, el Alzheimer y el envejecimiento, las células cerebrales soportan un daño implacable de la formación excesiva de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que puede provocar estrés oxidativo.
En los Estados Unidos, más de siete millones de estadounidenses viven con Alzheimer, por ejemplo, según la Asociación de Alzheimer. Se prevé que esta cifra aumente a casi 13 millones para 2050, de ahí la necesidad de nuevos tratamientos.
“El fracaso repetido de los tratamientos convencionales para enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, Parkinson y ALS sugirió que los objetivos terapéuticos actuales podrían faltar los mecanismos patológicos centrales”, dijeron el autor de estudio Woojin Won y el director C. Justin Lee a Newsweek.
Ilustración que representa los glóbulos rojos que transportan oxígeno a lo largo del torrente sanguíneo, con hemoglobina dentro de cada célula que se une a las moléculas de O2. Ilustración que representa los glóbulos rojos que transportan oxígeno a lo largo del torrente sanguíneo, con hemoglobina dentro de cada célula que se une a las moléculas de O2. quantic69/getty imágenes
“Nuestra investigación previa reveló que los astrocitos producen peróxido de hidrógeno aberrante (H₂O₂) (una de las especies reactivas de oxígeno, una forma particularmente dañina de ROS) en las enfermedades de la enfermedad, dañando las neuronas cercanas”, continuó Lee.
“Sin embargo, a pesar de la toxicidad conocida de H₂O₂, actualmente no hay un tratamiento eficiente que elimine el H₂O₂ en el cerebro”.
Los científicos han tratado de neutralizar a ROS con medicamentos antioxidantes, pero sin mucha suerte, ya que estos tienden a no poder penetrar en el cerebro de manera efectiva o terminar dañando indiscriminadamente células sanas.
Sin embargo, en el nuevo estudio, los investigadores se propusieron identificar las propias defensas del cerebro contra H₂o₂.
“Al contrario de la sabiduría convencional de que la hemoglobina existe solo en los glóbulos rojos, descubrimos su presencia en los astrocitos cerebrales (células cerebrales en forma de estrella críticas para el apoyo neuronal) … notablemente, esta hemoglobina funciona como una ‘pseudopoxidasa’ capaz de desglosar H₂o₂ en aguas no dañinas, ganó y lee explicó.
“Esto representa un cambio de paradigma en nuestra comprensión de los sistemas antioxidantes del cerebro endógeno y ofrece un enfoque único y dirigido para regular el estrés oxidativo en la neurodegeneración”.
Ningún tratamiento previo ha dirigido a la hemoglobina astrocítica como un sistema antioxidante, ni demostró efectos protectores tan amplios, explicaron los investigadores.
Enfermera cariñosa sosteniendo una mano de paciente madura sonriente en la reunión en el hospital. Enfermera cariñosa sosteniendo una mano de paciente madura sonriente en la reunión en el hospital. Fizkes/Getty Images
“La clave era descubrir el potencial antioxidante de la hemoglobina en el cerebro y diseñar un compuesto de ‘primer en clase’ que pudiera mejorarlo selectivamente. Al aumentar un mecanismo de defensa natural en lugar de introducir un antioxidante externo, logramos una protección fuerte y duradera en múltiples modelos de enfermedades asociados con estrés oxidativo”, dijo en una declaración ganada en una declaración.
El equipo desarrolló una pequeña molécula soluble en agua capaz de cruzar la barrera hematoencefálica llamada KD22025. Se une dentro de la hemoglobina y aumenta su capacidad para descomponer H₂O₂ casi 100 veces, todo sin interrumpir su función normal de transporte de oxígeno.
En condiciones similares a la enfermedad en los astrocitos, KDS12025 redujo bruscamente los niveles de H₂O₂ nocivos.
Los experimentos en ratones revelaron que la administración oral de KDS12025 a través de neuronas protegidas con agua potable, astrocitos reactivos calmados y la función cerebral restaurada.
Mientras tanto, en ratones con ELA, el compuesto parecía retrasar el inicio de la enfermedad, con los roedores que vivían más de cuatro semanas más que los controles no tratados.
Mientras tanto, los ratones con Parkinson vieron la función del motor restaurado con KDS12025 y en los modelos de ratones de Alzheimer mejoraron la memoria.
Mientras tanto, en los ratones envejecidos, el tratamiento extendió la vida media de los dos años típicos a hasta tres años. El medicamento también alivió la inflamación y el daño articular en un modelo de artritis reumatoide.
Los científicos también descubrieron un ciclo de retroalimentación dañino: el exceso de h₂o₂ agota la hemoglobina astrocítica, debilitando las defensas antioxidantes naturales del cerebro y la degeneración aceleradora.
Al aumentar los niveles y la actividad de la hemoglobina, explicaron, KD22025 revirtió esta tendencia, reduciendo el estrés oxidativo, la preservación de las neuronas y el mantenimiento de la función cerebral saludable.
Won y Lee dijeron que la investigación “abre la puerta a una clase completamente nueva de terapéutica redox de precisión” y las características de KDS12025 lo convierten en “una alternativa más segura, más efectiva y duradera a los tratamientos antioxidantes existentes”.
Lee y Won explicaron que el siguiente paso es avanzar KDS12025 a través de estudios preclínicos de toxicología y farmacología, seguidos de ensayos clínicos para enfermedades neurodegenerativas.
Al mismo tiempo, están investigando los roles biológicos más amplios de la hemoglobina en las células cerebrales y explorando aún más si puede estar involucrado en la protección del ADN y las respuestas al estrés celular.
“Si el desarrollo continúa según lo planeado, esperamos iniciar ensayos preclínicos y ensayos de fase 1 dentro de los próximos uno o cuatro años. Dada la urgente necesidad insatisfecha en enfermedades como la ELA y el Alzheimer, y los prometedores datos de seguridad y eficacia en modelos animales de animales, somos optimistas de que KDS12025 podría alcanzar a los pacientes dentro de los próximos cinco a siete años como un tratamiento mecánico y mecanicoso de los próximos años.”
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Referencia
Won, W., Lee, EH, Gotina, L., Chun, H., Lee, J.-H., Bhalla, M., Park, U., Kim, D., Kim, TY, Choi, JW, Kim, Y., Park, SJ, Lim, J., Park, J.-H., Kim, HJ, Heo, JY, Chung, W., Oh, MJ, An, HJ, … Lee, CJ (2025). La hemoglobina como pseudoperoxidasa y objetivo fármaco para enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo. Transducción de señales y terapia dirigida, 10 (1), 270. https://doi.org/10.1038/s41392-025-02366-W
