La primera línea de defensa inmune contra los patógenos invasores como las bacterias son los macrófagos, células inmunes que engloban cada objeto extraño que se cruza en su camino. Después de encerrarlo en vesículas de membrana intracelular, un proceso llamado fagocitosis, los macrófagos matan a sus presas con ácido. Sin embargo,aún no se comprende por completo cómo se establece el proceso de acidificación. En su búsqueda para estudiar sistemáticamente las proteínas que transportan productos químicos a través de las membranas celulares, los investigadores de CeMM caracterizaron el papel crítico del transportador SLC4A7 en este proceso, proporcionando nuevas y valiosas ideas para muchas afecciones patológicas desdeinflamación al cáncer.
Entre los muchos tipos diferentes de células inmunes que patrullan el cuerpo, los macrófagos son los primeros cuando se trata de luchar contra una amenaza externa. Con su superficie flexible y versátil, engloban todos los microorganismos o partículas que podrían ser perjudiciales para la salud deel organismo, y encerrarlo en una vesícula de membrana intracelular llamada fagosoma. Para eliminar la amenaza y descomponerla en sus constituyentes, el interior del fagosoma necesita ser acidificado de manera efectiva y progresiva. Para esta parte crucial de la fagocitosis, los macrófagos deben sufrirmúltiples cambios metabólicos, que aún no se comprenden por completo.
El equipo de Giulio Superti-Furga, Director Científico del Centro de Investigación CeMM de Medicina Molecular de la Academia de Ciencias de Austria, descubrió en su último estudio que una proteína de membrana perteneciente a la familia de los "portadores de solutos" juega un papelpapel esencial en la fagocitosis y la acidificación de los fagosomas. Su trabajo fue publicado en la revista célula huésped y microbio
Las SLC representan el grupo más grande de proteínas transportadoras responsables del movimiento de moléculas químicas a través de las membranas celulares. Como la fagocitosis y la acidificación de los fagosomas requieren el intercambio de iones y nutrientes, los científicos del laboratorio de Superti-Furga plantearon la hipótesis de que las SLC podrían seresencial para que los macrófagos se sometan a esos procesos. Para probar su hipótesis, los investigadores desarrollaron un ensayo con células especiales en el que dañaron los 391 genes SLC humanos individualmente utilizando la tecnología de edición de genes CRISPR / Cas9.
Esas células, cada una de ellas con un solo gen SLC defectuoso, se probaron posteriormente sobre su desempeño durante la fagocitosis. Sorprendentemente, entre todos los SLC, SLC4A7, un transportador de bicarbonato de sodio, fue el único que resultó ser esencial para los macrófagossufrir fagocitosis y acidificación. Las células con SLC4A7 alterado no pudieron acidificar sus fagosomas y, en consecuencia, disminuyeron su capacidad de matar bacterias.
Tras identificar a su principal candidato SLC4A7, los científicos, en colaboración con el laboratorio de Nicolas Demaurex de la Universidad de Ginebra, investigaron más a fondo y revelaron el mecanismo que causa la acidificación del fagosoma alterada. "SLC4A7 se encuentra en la superficie de los macrófagos y es necesario paraImportación de bicarbonato desde el medio ambiente al citoplasma celular ", explica Giulio Superti-Furga, autor principal del estudio." La importación de bicarbonato impulsado por SLC4A7 es esencial para amortiguar el pH celular durante la fagocitosis. Si SLC4A7 se pierde, la activación de los macrófagos conduce aacumulación de protones en su citoplasma, lo que inhibió aún más la acidificación de los fagosomas ".
Los resultados de este estudio no solo proporcionan nuevas ideas fundamentales sobre el funcionamiento molecular de una de las células más importantes del sistema inmunitario. Como la fagocitosis desempeña un papel importante en diversas afecciones patológicas desde la inflamación hasta el cáncer, es probable que estas nuevas ideasde relevancia más allá del contexto de las enfermedades infecciosas. El esfuerzo por comprender el papel de los diferentes transportadores celulares, con el apoyo de una subvención del Consejo Europeo de Investigación ERC, ha agregado una pequeña pieza nueva al gran y fascinante rompecabezas que combina el tráfico de productos químicosimporta al metabolismo y la función celular.
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Materiales proporcionados por Centro de Investigación CeMM para Medicina Molecular de la Academia de Ciencias de Austria . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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