Un equipo de investigación dirigido por los inmunólogos del Hospital de Investigación Infantil St. Jude ha descubierto cómo un conjunto de proteínas retrasa la maquinaria "ejecutora" que mata las células dañadas o infectadas en un proceso llamado necroptosis. Los científicos creen que el hallazgo puede tener amplias implicaciones clínicas silos investigadores pueden desarrollar medicamentos para controlar la maquinaria de rescate celular.
Los tratamientos de rescate que previenen la necroptosis en los órganos trasplantados podrían reducir las lesiones al trasplante causadas por la falta de oxígeno, dijeron los investigadores. Los medicamentos para rescatar a las células de la necroptosis también podrían ayudar a prevenir lesiones en el tejido privado de sangre por ataque cardíaco y accidente cerebrovascular., la restauración del flujo sanguíneo y la oxigenación desencadena inflamación que mata el tejido.
Los investigadores dijeron que los medicamentos para el rescate de células también podrían impedir la propagación del cáncer al proteger las células de los vasos sanguíneos de la muerte de las células tumorales. Las células tumorales escapan del torrente sanguíneo para propagarse en el cuerpo al matar los vasos sanguíneos. El bloqueo de la maquinaria de rescate también podría ser útil entratamiento de cánceres, al aumentar la muerte de las células cancerosas por necroptosis.
Al tratar trastornos neurodegenerativos como la ELA, también conocida como enfermedad de Lou Gehrig, activar la maquinaria de rescate podría ayudar a prevenir la muerte de las células cerebrales.
Y en el tratamiento de infecciones virales como la gripe, el tratamiento de rescate podría extender la vida de las células infectadas por el virus, de modo que el sistema inmunitario del cuerpo esté más alerta para combatir la infección.
Los investigadores fueron dirigidos por Douglas Green, Ph.D., presidente del Departamento de Inmunología de St. Jude. El primer autor fue Yi-Nan Gong, Ph.D., científico en el laboratorio de Green. La investigación aparece en eldiario Celda .
Los científicos sabían que el "verdugo" en la necroptosis era una proteína llamada MLKL. Cuando MLKL es activado por la maquinaria de necroptosis, desencadena una perforación de la membrana plasmática que rodea la célula y finalmente la mata. Sin embargo, los científicos de St. Jude descubrieroncómo las células podrían sobrevivir a la necroptosis.
Los investigadores mostraron que la membrana plasmática podría repararse a sí misma formando "burbujas" de membrana plasmática rota que se desprendería de la célula para reparar los agujeros.
Los experimentos mostraron que el conjunto de proteínas llamado ESCRT-III fue responsable de formar las burbujas de reparación. La investigación también reveló que ESCRT-III retrasó o evitó la necroptosis al reparar las roturas en la membrana plasmática. El retraso les dio a las células moribundas tiempo para liberar señalespara alertar a las células circundantes de la presencia de una infección viral.
Los investigadores también descubrieron que la activación de MLKL no es un punto de no retorno para la supervivencia celular, y que ESCRT-III podría resucitar células dañadas.
En experimentos relevantes para el trasplante, los investigadores midieron los niveles de proteína MLKL activada en muestras de tejido de riñones utilizados en trasplantes. Dichas células experimentan estrés durante los trasplantes, y los investigadores sospecharon que las células mostrarían signos de necroptosis. Los científicos descubrieron que aunque MLKLse activó en las células renales después del trasplante, las células no murieron, y esta protección se correlacionó con un aumento en los niveles de la maquinaria ESCRT-III necesaria para el rescate de células con MLKL activo.
Green enfatizó que los hallazgos actuales son solo "sugestivos" en este momento, porque los experimentos se realizaron en cultivos celulares y muestras de tejido. Se necesitan más estudios para establecer que la maquinaria de rescate funciona en órganos completos. Por ejemplo, los investigadores estántrabajando con médicos para explorar si ESCRT-III podría ayudar a la supervivencia del trasplante.
La investigación de Green y sus colegas también tendrá como objetivo descubrir las señales biológicas que regulan ESCRT-III, para permitir un control más preciso de la maquinaria de rescate. Esos estudios podrían producir medicamentos para regular el proceso de rescate, dijo Green.
El laboratorio Green tiene una larga historia de investigación pionera en las dos formas de muerte celular: apoptosis y necroptosis. En 1995, Green y sus colegas descubrieron un evento característico característico de la apoptosis. Ese evento es el movimiento de una molécula grasa llamadafosfatidilserina desde el interior de la membrana plasmática hacia el exterior. Este estudio estableció el movimiento de fosfatidilserina como un sello distintivo de la necroptosis.
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Materiales proporcionado por Hospital de investigación infantil St. Jude . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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