Trabajando con células cultivadas en el laboratorio, los investigadores de Johns Hopkins han identificado una vía bioquímica que permite que una estructura dentro de las células, llamada aparato de Golgi, combata el estrés causado por los radicales libres y oxidantes. El equipo de investigación demostró que esta vía puede activarsepor un medicamento llamado monensina, que se usa comúnmente como antibiótico en la alimentación animal.
Los hallazgos, dicen, podrían ayudar a los científicos a desarrollar nuevas formas de proteger las células contra el tipo de estrés oxidativo relacionado con la enfermedad de Huntington.
Los detalles de la vía, que involucra la respuesta de una serie de proteínas, se informan en la edición del 9 de enero de la Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Normalmente, el estrés oxidativo elevado no es bueno para las células, ya que puede comprometer sus respuestas protectoras naturales", dice Bindu Paul, MS, Ph.D., instructor de neurociencia en Solomon H. Snyder de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.Departamento de Neurociencia. "Demostramos que podemos mejorar una vía que protege las células con un método que se asemeja a la vacunación. Al administrar una dosis más baja y menos potente del factor estresante, puede aumentar la respuesta de la célula para que tenga una reacción sólidaa la amenaza real más adelante ", dice Juan Sbodio, Ph.D., becario postdoctoral en el Departamento de Neurociencia Solomon H. Snyder de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.
El Golgi es mejor conocido por su función como centro de envío y clasificación de la célula, transportando proteínas a sus ubicaciones adecuadas. Sin embargo, la estructura en forma de cinta también es uno de los primeros en responder al estrés celular y ayuda a protegerla célula al producir cisteína, un componente básico de las proteínas que componen nuestro cuerpo, incluido el glutatión antioxidante natural del cuerpo.
Cuando una célula se expone a la privación de cisteína y al estrés oxidativo, la célula envía la alarma para producir más cisteína para crear glutatión, que combate el estrés oxidativo al unirse y neutralizar los agentes oxidantes. Los investigadores sabían que un proceso similar se inicia conGolgi cuando se expuso a monensina para inducir el estrés de Golgi y quería explorar más esta respuesta.
Para comprender mejor los efectos de la droga, los científicos bañaron las células en dosis bajas de monensina, que, en dosis altas, se sabe que rompe el Golgi. Los investigadores encontraron que después del tratamiento, las proteínas PERK, ATF4 y cistationina?-lyasa CSE, la proteína que se activa para crear cisteína, apareció en niveles elevados dentro de la célula en comparación con las células no tratadas. Investigaciones anteriores relacionaron la baja producción de CSE con la enfermedad de Huntington. Debido a esto, los investigadores creen que las neuronas con enfermedad de Huntingtonla enfermedad no puede contrarrestar los peligrosos radicales libres u oxidantes y corren el riesgo de morir por estrés.
Los investigadores querían descubrir si había una manera de aumentar la producción de cisteína en las células afectadas para protegerlas. Los investigadores dieron a las células de ratón cultivadas en laboratorio que imitaban la enfermedad de Huntington humana una pequeña dosis de monensina y cisteína agotada en su baño de nutrientes.
Las células tratadas con monensina crecieron normalmente durante 7-9 días durante el experimento, mientras que las que no fueron tratadas con monensina se marchitaron, informa el equipo.
"Creemos que el tratamiento con monensina acumuló la reserva celular de CSE y cisteína, protegiendo a las células contra niveles bajos de cisteína", dice Paul.
Los investigadores también encontraron que esta vía de respuesta al estrés también inicia otra vía que crea sulfuro de hidrógeno, un gas y regulador clave para muchos procesos celulares importantes.
En el futuro, los investigadores esperan seguir estudiando el papel de la vía en la salud celular en general.
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Materiales proporcionado por Medicina de Johns Hopkins . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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