Algunas células están destinadas a vivir y otras a morir. La célula enlazadora de Caenorhabditis elegans , un pequeño gusano que es un organismo modelo preferido por los biólogos, se encuentra entre los destinados a la terminación. Esta célula ayuda a determinar la forma de la gónada en los gusanos machos, y luego muere, después de dos días, al igual que los gusanos.transición de larvas a adultos. Esta muerte celular programada es una parte normal del desarrollo del animal, sin embargo, los mecanismos genéticos y moleculares que la sustentan no se han elaborado.
Los científicos del Laboratorio de Genética del Desarrollo de la Universidad Rockefeller, encabezado por Shai Shaham, habían demostrado previamente que la célula enlazadora no caduca por apoptosis, una forma más comúnmente estudiada de muerte celular programada. "Todo lo relacionado con este proceso de muerte es diferente de la apoptosis,", dice." Se ve diferente bajo el microscopio, requiere diferentes genes y tiene diferentes cinéticas ".
Se han observado y descrito muchas formas en que las células mueren en el medio artificial de una placa de cultivo de tejidos, pero no en un organismo vivo. Ahora, el laboratorio de Shaham ha podido estudiar el mecanismo molecular que causa la muerte de las células enlazadoras en gusanos. Sus hallazgos, reportados en eLife , sugiera que el proceso de muerte recién descubierto de la célula enlazadora se parece al que conduce a la pérdida de neuronas, o partes neuronales, en personas con algunos trastornos neurodegenerativos.
Un nuevo papel para una proteína antigua
Para descubrir los procesos moleculares que causan la muerte de las células enlazadoras, el equipo de Shaham introdujo mutaciones al azar en gusanos y luego buscó animales en los que la célula enlazadora sobrevive más de lo normal. Identificaron una serie de mutaciones que prolongan la supervivencia de las células enlazadorascélulas, incluida una que afecta la función de HSF-1, una proteína conocida por proteger a las células de tensiones fisiológicas como el calor.
"Fue una gran sorpresa que se descubriese que el HSF-1, que normalmente desempeña un papel protector en la célula, es un regulador clave de esta muerte celular", señala Shaham. Su laboratorio descubrió que la proteína realiza dos tareas distintasen la célula que son independientes entre sí. Tanto es así que cuando los gusanos con un HSF-1 funcional normal se criaron a altas temperaturas, sus células enlazadoras sobrevivieron más tiempo de lo normal, presumiblemente porque la proteína se mantuvo ocupada protegiendolas células del calor y, por lo tanto, no logró promover la muerte de las células enlazadoras.
HSF-1 mata la célula enlazadora activando componentes específicos de un aparato de maquinaria de destrucción de proteínas en la célula, llamado sistema de proteasoma de ubiquitina. Se ha demostrado previamente que las mutaciones en componentes de esta maquinaria influyen en la degradación de las extensiones neuronales en Drosophila y ratones, lo que sugiere que la nueva vía del gusano puede usarse ampliamente.
Muerte celular programada en otros sistemas
La apoptosis, una forma de suicidio celular programado, está bien descrita: los científicos saben qué moléculas la inducen, qué moléculas la inhiben y los procesos que tienen lugar en la célula a medida que ocurre. Sin embargo, el bloqueo de la apoptosis en ratones parece tenerpoco efecto en el desarrollo general del ratón. "Esta es una observación sorprendente, dada la prevalencia de la muerte celular durante el crecimiento", señala Shaham. "Sugiere que es probable que existan otros medios para matar células de los que sabemos poco".
La muerte celular no apoptótica también se observa en algunos estados patológicos. En el estudio actual, los investigadores encontraron que el proceso en el que se eliminan las células enlazadoras durante el desarrollo de un gusano se asemeja a la forma en que mueren las neuronas cerebrales durante el desarrollo normal en ratones y enpersonas con enfermedad de Huntington y otros trastornos neurodegenerativos. También recuerda la muerte de las células neuronales que se observa cuando las células nerviosas se cortan, como ocurre durante las lesiones de la columna.
Basado en sus hallazgos recientes en gusanos, Shaham y sus compañeros de trabajo esperan descubrir si las contrapartes humanas de las proteínas que promueven la muerte de las células enlazadoras en los gusanos podrían estar involucradas en la neurodegeneración. Si este es el caso, estas proteínas podrían servircomo objetivos de futuros medicamentos para retrasar la progresión de la enfermedad de Huntington o para ayudar a las personas a recuperar la movilidad después de una lesión en la columna.
"Por ejemplo, si estresamos las células nerviosas mientras mueren, de modo que la proteína HSF-1 se vea obligada a entrar en modo protector en lugar de matar células, tal vez podamos retrasar su muerte", especula Shaham.
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Materiales proporcionado por Universidad Rockefeller . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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