Memoria para optar al título Profesional de Médico Veterinario / Las enfermedades causadas por los péptidos amiloides son numerosas y heterogéneas, afectan a una gran cantidad de órganos y son de importancia tanto para el hombre como los animales. A pesar de que una característica común que engloba este tipo de enfermedades radica en la observación macroscópica extracelular de placas amiloides, numerosos estudios han demostrado que el principal mecanismo de daño celular corresponde a la actividad citotóxica de los péptidos amiloides solubles más que a los depósitos insolubles de placas amiloides extracelulares. En la actualidad, la teoría más aceptada que explica este mecanismo de toxicidad corresponde a la formación de canales permeables a cationes generados por los péptidos amiloides solubles en las membranas de células susceptibles, produciéndose elevaciones masivas de calcio intracelular ([Ca2+]i). Sin embargo, los factores que determinan la susceptibilidad celular individual para este proceso no han sido completamente identificados. Este trabajo se basó en la hipótesis de que el stress metabólico incrementa la susceptibilidad celular frente a la toxicidad de los péptidos amiloides al alterar la composición fosfolipídica de la membrana. Con esta finalidad, células neuronales y endocrinas fueron sometidas a un stress metabólico determinado por la disminución en las concentraciones de glucosa en su medio de cultivo o por la aplicación de un bloqueador de la glicólisis (ácido 3 bromopirúvico), siendo evaluados posteriormente los cambios en la [Ca2+]i y la viabilidad celular. Los resultados obtenidos en astrocitos indicaron que aquellas células cultivadas en ausencia de glucosa son significativamente más susceptibles al efecto tóxico de los péptidos amiloides. Se observaron aumentos considerables en la [Ca2+]i pocos segundos después de la aplicación de amilina humana soluble, péptido de origen beta pancreático. No se observaron cambios en la [Ca2+]i en células cultivadas con glucosa. Estas observaciones sugieren la presencia de una interacción péptido-membrana. No se observaron disminuciones en la producción de ATP para células cultivadas en ausencia de glucosa. Los resultados obtenidos en las células beta pancreáticas demostraron que las células más susceptibles al efecto de los péptidos eran aquellas cultivadas en presencia del ácido 3 bromopirúvico, pero no aquellas cultivadas en ausencia de glucosa, determinado por un aumento en la mortalidad celular cuando las células en presencia del bloqueador metabólico fueron expuestas al péptido β amiloide, de origen neuronal. Se logró comprobar una disminución en la producción de ATP en células cultivadas en ausencia de glucosa versus aquellas cultivadas con altas concentraciones de glucosa. No se observó una asociación entre esta disminución en la producción de ATP con el aumento de la susceptibilidad a los péptidos amiloides. En conjunto, las observaciones permitieron concluir que el stress metabólico es efectivamente un importante factor que incrementa la susceptibilidad celular frente a los péptidos amiloides. No se observó que este efecto se debiera a una disminución en la producción de ATP, factor que induciría una falla en la actividad de las enzimas estabilizadoras de la membrana celular. Nosotros sugerimos que la activación de la cascada de la apoptosis explicaría de mejor manera los cambios en la composición de la membrana celular que la disminución de las concentraciones de ATP. Existen mecanismos celulares que regulan eficientemente la producción de energía y son muy sensibles frente a cambios en el estatus energético celular (sistema AMPK sensor de energía). Cuando el déficit de energía es muy prolongado y el sistema ya no es capaz de compensar las pérdidas, se activa la apoptosis, siendo unos de sus primeros efectos la alteración de la composición de la membrana celular. Esto sería en última instancia lo que incrementaría la susceptibilidad frente a los péptidos amiloides. Para futuras investigaciones, se sugiere profundizar en los mecanismos metabólicos específicos que afectarían la susceptibilidad celular frente a los péptidos amiloides, como también determinar los cambios específicos que se producen a nivel de las membranas celulares cuando las células se ven enfrentadas a desafíos metabólicos.

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado académico de Magíster en Ciencias Farmacéuticas