Los científicos de Salk han revelado cómo un "indicador de combustible" celular responsable de monitorear y administrar los procesos de energía de las células también tiene un papel inesperado en el desarrollo. Este vínculo crítico podría ayudar a los investigadores a comprender mejor las vías del cáncer y la diabetes.
Este indicador de combustible celular es un complejo de proteínas llamado AMPK que supervisa la entrada y salida de energía para mantener la celda funcionando sin problemas. Si AMPK fuera un sensor de automóvil, por ejemplo, sería capaz de indicarle al vehículo cuándo obtener gasolina o bajar elaire acondicionado para ahorrar energía. Del mismo modo, si el suministro de combustible de la célula - nutrientes - es escaso, AMPK ralentiza el crecimiento celular y cambia su metabolismo. Anteriormente, el profesor de Salk Reuben Shaw descubrió que AMPK podría detener el metabolismo acelerado de los tumores, ya queasí como restaurar la función normal del hígado y otros tejidos en diabéticos.
"Aunque existe un gran interés en la AMPK relacionada con la diabetes y el cáncer, francamente no se sabía nada acerca de cómo este proceso del indicador de combustible cambia en diferentes poblaciones de células durante el desarrollo", dice Shaw, autor principal del trabajo y titular de William R.Brody Chair. Además de dar una nueva visión sobre las terapias con células madre, el trabajo, publicado en marzo de 2016 en Genes y desarrollo , también podría ayudar a refinar los tratamientos contra el cáncer.
"Para comenzar, utilizamos la tecnología CRISPR para editar dos componentes importantes de la vía AMPK en las células madre embrionarias", dice Nathan Young, investigador asociado de Salk y primer autor del artículo. "Al principio no vimos ninguna diferencia, pero las cosas se volvieron interesantes cuando solicitamos que las células se diferenciaran "
Normalmente, las células madre embrionarias tienen la capacidad de generar células más especializadas que pertenecen a uno de los tres grandes grupos denominados capas germinales, el endodermo, el ectodermo y el mesodermo, que finalmente pueden convertirse en todos los diversos tipos de células en un organismoSin embargo, las células sin una vía de AMPK funcional no lograron producir endodermo de manera eficiente la capa más interna de un organismo y en su lugar produjeron demasiado ectodermo la capa que se convertiría en piel.
"Estas células no pudieron tomar la decisión correcta", dice Shaw. "Esta fue la primera inclinación de que esta vía metabólica le dice a las células qué tipo de tejidos especializados deben convertirse".
Lo que fue notable, según los investigadores, es cuando observaron más de cerca los patrones de expresión génica de las células con deficiencia de AMPK. Descubrieron que una gran cantidad de genes regulados negativamente se relacionaban con una estructura celular específica: el lisosoma.El orgánulo autocontenido crítico contiene enzimas corrosivas que degradan el material celular para reutilizar los componentes el centro de eliminación y reciclaje de basura de la célula.
Esta pérdida de lisosomas, descubrieron los investigadores, se debió a la pérdida de un factor de transcripción llamado Tfeb, que activa la expresión de genes lisosomales en tiempos de inanición. Simplemente reintroduciendo Tfeb en las células disfuncionales, el equipo pudorestaurar el desarrollo normal y la diferenciación.
"Se pensó que los lisosomas y AMPK estaban conectados de alguna manera, pero nadie había soñado que no obtendría lisosomas si no tiene este medidor de combustible", dice Shaw. "Conectar la vía AMPK a los lisosomas plantea la preguntade si esta vía también forma parte de las vías contra el cáncer "
Actualmente, los inhibidores de lisosomas se encuentran en docenas de ensayos clínicos para el cáncer de mama, pulmón, páncreas y cerebro, aunque no se comprende el vínculo exacto entre los lisosomas y los tumores ". Estamos decodificando algunas de estas conexiones subyacentes que podrían indicar cuándo y cómoun medicamento contra el cáncer podría ser útil ", dice Shaw." Este trabajo también puede ayudar a mejorar las formas más específicas de atacar a los lisosomas en el cáncer ".
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Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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