Un estudio dirigido por investigadores del Instituto de Investigación Médica del Hospital del Mar IMIM y el Instituto de Física Médica y Biofísica de la Facultad de Medicina del Hospital Charité, Berlín, publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , demuestra que el colesterol presente en las membranas celulares puede interferir con la función de una proteína importante de la membrana cerebral, a través de un modo de interacción previamente desconocido. Específicamente, el colesterol es capaz de regular la actividad del receptor de adenosina, al invadirlo y acceder a élel sitio activo. Esto permitirá que se desarrollen nuevas formas de interactuar con estas proteínas que en el futuro podrían conducir a medicamentos para tratar enfermedades como el Alzheimer.
El receptor de adenosina pertenece a la familia GPCR Receptores acoplados a proteínas G, un gran grupo de proteínas ubicadas en las membranas celulares, que son clave en la transmisión de señales y comunicación entre las células. Por lo tanto, los GPCR están involucrados en la mayoría deprocesos fisiológicos, incluida la interpretación de estímulos sensoriales como la visión, el olfato y el gusto, la regulación del sistema inmunitario e inflamatorio y la modulación del comportamiento.
"El colesterol es un componente esencial de las membranas neuronales, donde los GPCR residen junto con otras proteínas. Curiosamente, los niveles de colesterol en la membrana están alterados en enfermedades como el Alzheimer, donde los GPCR como el receptor de adenosina juegan un papel clave", explicaJana Selent, directora del grupo de investigación GPCR Drug Discovery en GRIB, un programa conjunto entre el Hospital del Mar Medical Research Institute IMIM y la Universitat Pompeu Fabra UPF ". Este estudio ha demostrado que el colesterol puede ejercer una acción directa sobre este importantefamilia de proteínas en las membranas neuronales, los GPCR, y establece la base para una vía de interacción hasta ahora desconocida entre la membrana celular y las proteínas ", agrega el investigador.
Hasta ahora, se pensaba que el colesterol de membrana podía regular la actividad de estas proteínas a través de dos mecanismos: alterando las propiedades físicas de la membrana o uniéndose a la superficie de la proteína. En ambos casos, se pensóese colesterol solo podría ejercer su acción moduladora desde fuera de la proteína.
Sin embargo, al usar simulaciones moleculares de última generación, los investigadores pudieron detectar el hecho de que el colesterol puede salir de la membrana neuronal y entrar al receptor de adenosina, en particular accediendo al sitio activo del receptor. Con esta información y en colaboración con el Dr.Mairena Martin y el Dr. José L. Albasanz, de la Universidad de Castilla-La Mancha, diseñamos un protocolo experimental utilizando ensayos celulares para demostrar que el colesterol puede modular la actividad de este receptor accediendo a su interior.
"Los niveles de colesterol en las membranas celulares podrían tener un efecto más directo de lo que se pensaba anteriormente sobre el comportamiento de las proteínas clave en las enfermedades del sistema nervioso central. En particular, los niveles altos de colesterol en la membrana como los presentes en pacientes con Alzheimer probablemente bloquean el receptor de adenosina, quea su vez podría estar relacionado con ciertos síntomas observados en esta enfermedad ", explica Ramón Guixà González, investigador postdoctoral en el Instituto de Física Médica y Biofísica de la Facultad de Medicina del Hospital Charité de Berlín y primer autor del artículo." Aunque otrosSe necesitan estudios para probar esta relación, este trabajo proporciona conocimiento clave que podría usarse en el futuro en el desarrollo de nuevas moléculas que, como el colesterol, tengan la capacidad de ingresar al receptor y modular su actividad ", dice el investigador.
Los resultados de este estudio representan un cambio de paradigma en la relación entre el colesterol de membrana y los GPCR en el sistema nervioso central, y abren nuevas vías de investigación en campos donde la relación colesterol-GPCR es esencial. También parece que el acceso al colesterolLa vía hacia el receptor es una huella evolutiva. Por lo tanto, es necesario descubrir si el mecanismo molecular descrito en este documento está presente en otros GPCR y, por lo tanto, está potencialmente involucrado en una amplia gama de enfermedades del sistema nervioso central.
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Materiales proporcionado por IMIM Instituto de Investigación Médica del Hospital del Mar . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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