Las pequeñas desviaciones en las células del cuerpo a veces pueden tener graves consecuencias. Investigadores de Berlín han descubierto por qué las células de pacientes que padecen la enfermedad muscular rara miopatía miotubular no pueden funcionar correctamente. A través del artículo publicado en Naturaleza ha quedado claro cómo se regula un proceso celular dinámico esencial para el desarrollo y la función muscular mediante cambios mínimos de ciertos lípidos de membrana.
Si un niño nace con miopatía miotubular, la forma más grave de miopatías centronucleares también llamada XLCNM, apenas puede respirar de forma independiente. Los músculos están atrofiados, el recién nacido yace flácido en los brazos de su madre y es demasiado débil paraLos bebés con esta rara enfermedad muscular podrían no sobrevivir los primeros meses de sus vidas. El grupo de Volker Haucke de la Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie en Berlín FMP, en colaboración con los laboratorios de Jocelyn Laporte del Institut GénétiqueBiologie Moléculaire Cellulaire IGBMC en Estrasburgo y Carsten Schultz en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular EMBL en Heidelberg, ha estado investigando qué funciona mal en esta enfermedad a nivel molecular, y ahora ha encontrado un principio organizacional general en las células.
Hasta ahora, se sabía que esta enfermedad hereditaria involucra un defecto en el gen MTM1, como resultado de lo cual las fibras musculares no funcionan normalmente. El gen codifica una enzima que se especializa en separar los grupos fosfato de las cabezasde ciertos lípidos de membrana llamados fosfatos fosfato fosfito PIP, pero se desconoce cómo esto conduce a la enfermedad. La célula usa los PIP para etiquetar sus compartimentos y regular el transporte de sustancias ". La célula es un sistema muy dinámico, que uno puede imaginarcomo una metrópoli en la que las personas se mueven de un lado a otro ", explica Volker Haucke." Dependiendo de la ocasión, las personas se cambian de ropa; si te pones un abrigo de vestir, en cierta medida asumes una identidad diferente a la de venir.en jeans y sudadera, y no se le permitirá entrar a la ópera en pijama. De manera similar, los compartimentos y las vesículas de transporte dentro de las células constantemente ponen diferentes PIP y, por lo tanto, cambian su identidad ". Cada PIP consiste enuna cola soluble en grasa que está anclada en las membranas de los compartimentos celulares y una cabeza soluble en agua que sobresale de la membrana.La cabeza puede cargarse con fosfatos en diferentes sitios, los grupos fosfato son separados por enzimas y unidos a otros sitios.Este es un cambio mínimo que tiene lugar en un instante, pero la célula lo lee inequívocamente.Así, por ejemplo, si un grupo fosfato marca una determinada posición, está claro que se supone que un contenedor de transporte debe transportarse al interior de la celda;Si la etiqueta de fosfato es diferente, migra a la membrana celular externa, se acopla allí y descarga su carga al exterior.
Este tipo de transporte se detiene en pacientes con XLCNM, como podría demostrar Katharina Ketel del grupo Haucke con intrincados experimentos e imágenes de alta resolución desde el interior de la célula. La causa de la enfermedad es un defecto en MTM1, unenzima que elimina grupos fosfato de las PIP y solo funciona en cooperación con otra enzima que une un grupo fosfato a otro sitio en la cabeza. Esto aclara cómo se dirigen los procesos dinámicos en las células e ilustra cómo estudiar una enfermedad genética rara puede descubrir unmecanismo molecular esencial para que nuestras células funcionen correctamente ". En las células sanas, los grupos fosfato nunca se eliminan aleatoriamente de los PIP, porque un compartimento celular quedaría repentinamente sin identidad, lo que sería equivalente a una pérdida de memoria.el compartimento ya no sabría de dónde es y a dónde se supone que debe ir ", explica Volker Haucke." Al agregar PIP sintéticos con un cierto código, pudimos alterar el transportede contenedores, lo que demuestra que la conversión de la identidad PIP es realmente el problema en las células de pacientes con XLCNM ", agrega Carsten Schultz.
"En pacientes con XLCNM, algunos de los contenedores de transporte que originalmente debían transportar proteínas a la superficie celular quedan atrapados dentro de la célula porque un grupo fosfato no se puede eliminar de un determinado PIP", dice Jocelyn Laporte, experta en XLCNM ycontribuyente al estudio. "En los músculos, esto puede significar que las proteínas necesarias para su formación, integridad y función no lleguen al lugar correcto en la célula". En sus experimentos en cultivo celular, los investigadores de FMP pudieron reiniciar el transportecon cierta sustancia activa. Este podría ser un punto de partida para el desarrollo de medicamentos para el tratamiento de esta enfermedad hereditaria grave y actualmente incurable.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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