Los científicos de la Universidad Case Western Reserve han descubierto que una proteína llamada Factor 4 similar a Kruppel KLF4 controla las mitocondrias, las "plantas de energía" en las células que catalizan la producción de energía. Específicamente, determinaron el papel fundamental de KLF4 a través de su ausencia.es decir, el mal funcionamiento de las mitocondrias sin suficiente proteína, lo que a su vez conduce a una reducción de energía. Esta disminución es particularmente problemática en el corazón porque una energía más baja puede provocar insuficiencia cardíaca y la muerte.
Los hallazgos de los investigadores aparecen en la edición de agosto de El Diario de Investigación Clínica JCI .Además de un artículo que detalla la investigación, la edición también presenta una pieza de Perspectiva del primer autor de Xudong Liao, PhD, profesor asistente de medicina en el área de medicina cardiovascular en la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve.
"Algunas células son increíblemente dependientes de las mitocondrias, particularmente el corazón y el cerebro", dijo Liao. "El cerebro también funciona todo el tiempo, incluso mientras dormimos, por lo que es particularmente sensible a la función mitocondrial. El cáncer también secuestramaquinaria mitocondrial para impulsar su propagación. Por lo tanto, la identificación de KLF4 como un regulador principal de la salud de las mitocondrias puede tener implicaciones más allá de las que detallamos en este artículo ".
Las mitocondrias se describen como estructuras de "planta de energía" porque convierten los azúcares y los lípidos en trifosfato de adenosina ATP, la moneda de energía para todas las células. El número de mitocondrias, su capacidad para producir energía y su reparación y / o eliminación cuandolos daños constituyen algunos de los aspectos clave del ciclo de vida de las mitocondrias. Los investigadores descubrieron que KLF4 controla estos aspectos críticos de la biología mitocondrial.
"Xudong hizo la observación hace varios años de que los ratones que carecían de KLF4 en el corazón desarrollaron insuficiencia cardíaca profunda en respuesta al estrés", dijo el autor principal Mukesh Jain, MD, el presidente y distinguido científico de Ellery Sedgwick Jr. y director del casoInstituto de Investigación Cardiovascular, Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve. "En esta investigación más reciente, analizó los mecanismos de por qué el corazón había fallado tan rápidamente e hizo la observación emocionante de que KLF4 controla aspectos importantes de la biología mitocondrial".
La sugerencia inicial de que KLF4 regula la biología mitocondrial provino de estudios de todo el genoma que revelaron una fuerte firma para el control de KLF4 de los genes mitocondriales. Luego, Liao y sus colegas compararon los efectos del estrés cardíaco en ratones normales y en aquellos que carecen de KLF4 en sucorazones. Los ratones normales se adaptaron al estrés y no sucumbieron a la insuficiencia cardíaca durante semanas. Por el contrario, la mitad de los ratones con deficiencia de KLF4 murieron de insuficiencia cardíaca en una semana; el resto experimentó graves disminuciones en la capacidad del corazón para contraerse y bombearsangre.
Investigaciones posteriores revelaron daño mitocondrial masivo y reducción de energía. A partir de ahí, los investigadores demostraron que KLF4 también regula la biogénesis mitocondrial producción de nuevas mitocondrias y la mitofagia reparación y mantenimiento mitocondrial.
"Las mitocondrias tienen su propio ciclo de vida y KLF4 lo controla", dijo Jain. "Cada vez más, existe la opinión de que la disfunción mitocondrial es un contribuyente importante a muchas formas de insuficiencia cardíaca. El corazón tiene una necesidad incesante de energía y, por lo tanto,cualquier disfunción mitocondrial afectará la capacidad del corazón para bombear sangre ".
Además de examinar el papel de las mitocondrias en la función de otros órganos y sistemas, los investigadores también planean buscar formas de aumentar la cantidad de KLF4 en las células involucradas en el trabajo del corazón ". Si pudiéramos apuntar a compuestos para mejorar KLF4 en específicotejidos, podríamos mejorar la enfermedad ", dijo Jain.
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Materiales proporcionado por Universidad Case Western Reserve . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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