La amplificación cíclica del plegamiento incorrecto de proteínas ( PMCA ) es una técnica de amplificación (conceptualmente similar a la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), pero que no involucra nucleótidos ) para multiplicar priones mal plegados desarrollados originalmente por Soto y sus colegas. [1] Es una prueba para encefalopatías espongiformes como la emaciación crónica (CWD) [2] o la encefalopatía espongiforme bovina (EEB).
Inicialmente, la técnica incuba una pequeña cantidad de prión anormal con un exceso de proteína normal, de modo que se produzca cierta conversión. Luego, la creciente cadena de proteína mal plegada se ataca con ultrasonido , descomponiéndola en cadenas más pequeñas y aumentando así rápidamente la cantidad de proteína anormal disponible para provocar conversiones. [1] [3] Al repetir el ciclo, la masa de proteína normal se transforma rápidamente en el prión que se está analizando. [ cita necesaria ]
PMCA se desarrolló originalmente para imitar, in vitro , la replicación de priones con una eficiencia similar al proceso in vivo , pero con una cinética acelerada. [1] PMCA es conceptualmente análogo a la reacción en cadena de la polimerasa: en ambos sistemas, una plantilla crece a expensas de un sustrato en una reacción cíclica, que combina el crecimiento y la multiplicación de las unidades de la plantilla. [ cita necesaria ]
Se ha aplicado PMCA para replicar la proteína mal plegada de diversas especies. [4] [5] [6] La proteína recién generada exhibe las mismas propiedades bioquímicas, biológicas y estructurales que la PrP Sc derivada del cerebro y, sorprendentemente, es infecciosa para los animales de tipo salvaje , produciendo una enfermedad con características similares a la enfermedad producida por priones aislados del cerebro. [7]
La tecnología se ha automatizado, lo que ha dado lugar a un aumento espectacular de la eficiencia de la amplificación. Ahora, un solo ciclo da como resultado un aumento de 2500 veces en la sensibilidad de detección en comparación con la transferencia Western, [8] mientras que 2 y 7 ciclos consecutivos dan como resultado aumentos de 6 millones y 3 mil millones de veces en la sensibilidad de detección en comparación con la transferencia Western , una técnica ampliamente utilizada. utilizado en la vigilancia de la EEB en varios países. [8]
Se ha demostrado que PMCA es capaz de detectar tan solo una molécula de PrP Sc oligomérica infecciosa . [8] PMCA posee la capacidad de generar millones de unidades infecciosas, comenzando con el equivalente a un oligómero de PrP Sc ; muy por debajo del umbral de infectividad . [8] Estos datos demuestran que el PMCA tiene un poder de amplificación similar al de las técnicas de PCR utilizadas para amplificar el ADN. Abre una gran promesa para el desarrollo de una detección altamente sensible de PrP Sc y para comprender las bases moleculares de la replicación de priones. De hecho, varios grupos han utilizado PMCA para PrP Sc en sangre de animales infectados experimentalmente con priones durante las fases sintomática [9] y presintomática [10], así como en la orina. [11]
La tecnología PMCA ha sido utilizada por varios grupos para comprender el mecanismo molecular de replicación de priones, la naturaleza del agente infeccioso, el fenómeno de las cepas de priones y la barrera de especies, el efecto de los componentes celulares, para detectar PrP Sc en tejidos y fluidos biológicos y para detectar inhibidores contra la replicación de priones. [12] [13] [14] Estudios recientes realizados por los grupos de Supattapone y Ma fueron capaces de producir la replicación de priones in vitro mediante PMCA utilizando PrP C purificada y PrP C recombinante con la única adición de polianiones y lípidos sintéticos . [15] [16] Estos estudios han demostrado que los priones infecciosos se pueden producir en ausencia de cualquier otro componente celular y constituyen algunas de las pruebas más sólidas a favor de la hipótesis de los priones.
La investigación de 2020 concluyó que la amplificación cíclica del plegamiento incorrecto de proteínas podría usarse para distinguir entre dos enfermedades neurodegenerativas progresivas, la enfermedad de Parkinson y la atrofia sistémica múltiple , siendo el primer proceso para dar un diagnóstico objetivo de atrofia sistémica múltiple en lugar de solo un diagnóstico diferencial. [17] [18]
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