Resumen:

El atípico agente causal de las Encefalopatías Espongiformes Transmisibles (EET) o enfermedades priónicas, un conjunto de desórdenes neurodegenerativos mortales que afectan a varios mamíferos incluidos los humanos, es una isoforma anormalmente plegada (PrP^Sc) de la proteína del prion celular (PrP^C) que adquiere propiedades neurotóxicas y la capacidad de inducir su conformación a otras proteínas del prion. A pesar de las numerosas estrategias terapéuticas desarrolladas durante las últimas décadas, alcanzando algunas de ellas la fase de ensayo clínico, ninguna ha sido efectiva frente a estas patologías en humanos. La escasez de modelos in vitro e in vivo adecuados para el estudio de las EET humanas junto con la falta de conocimientos sobre los mecanismos moleculares implicados en la patogenia de la enfermedad hacen que el cribado masivo de compuestos inhibidores de la propagación priónica en modelos de enfermedades priónicas animales sea una de las estrategias más exploradas en la actualidad. Así, la mayoría de las moléculas con potencial terapéutico estudiadas en modelos no específicos para las EET humanas, ha revelado un problema de especificidad de especie e incluso de cepa priónica que ha llevado al fracaso de las opciones terapéuticas cuando se han trasladado a humanos. Por ello, el desarrollo de un sistema in vitro de cribado masivo de compuestos con potencial anti-priónico específico para EET humanas podría ayudar a superar estas limitaciones que dificultan el desarrollo de una terapia, estableciéndose este como el objetivo principal de esta tesis doctoral.

Basándonos en la metodología de propagación priónica in vitro PMSA, y tras la modificación de los parámetros fundamentales, se han obtenido distintas isoformas de PrP recombinantes humanas malplegadas espontáneamente con características de priones bona fide. Estos han mostrado una alta resistencia a la digestión con proteasas, extraordinaria capacidad de auto-propagación a partir de cantidades ínfimas de semilla y potencial para causar una enfermedad priónica in vivo. La adaptación de estas PrP recombinantes humanas malplegadas a un sistema de cribado masivo basado en diluciones seriadas de la semilla priónica humana, ha permitido evaluar la capacidad de inhibir su propagación de un grupo de 18 compuestos tetrapirrólicos previamente detectados en un modelo de roedor. Esta prueba de concepto ha evidenciado que no todos los tetrapirroles testados presentan la misma capacidad anti-priónica frente a las semillas humanas, demostrando la validez de esta aproximación. A su vez, se ha explorado la capacidad de adsorción de las PrP recombinantes humanas malplegadas a la superficie de partículas de zirconio – sílice para implementar una metodología alternativa de propagación priónica in vitro. La exitosa utilización en PMSA de estas partículas con las proteínas malplegadas adsorbidas, ha permitido desarrollar una novedosa metodología de propagación sencilla, rápida, altamente reproducible y fácilmente adaptable para la búsqueda de compuestos anti-priónicos en prácticamente cualquier laboratorio. De esta forma, los nuevos sistemas de cribado masivo de compuestos anti-priónicos han mostrado la capacidad para detectar potenciales inhibidores específicos de la propagación priónica humana, quedando validada esta nueva aproximación para la búsqueda de compuestos terapéuticos frente a estas devastadoras enfermedades neurodegenerativas.