La mayoría de nuestras células contienen un cilio primario inmóvil, una antena que se utiliza para transferir información del entorno circundante. Algunas células también tienen muchos cilios móviles que se utilizan para generar movimiento. El 'esqueleto' del cilio consta de dobletes de microtúbulos, queson 'pares' de proteínas esenciales para su formación y función. Los defectos en el ensamblaje o funcionamiento de los cilios pueden causar diversas patologías llamadas ciliopatías. Científicos de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, han desarrollado un sistema in vitro capaz de formardobletes de microtúbulos, y han descubierto el mecanismo y la dinámica de su ensamblaje. Su estudio, publicado en la revista ciencia , revela el papel crucial de la tubulina, un verdadero bloque de construcción, en la prevención de la formación incontrolada de estructuras ciliares. Este método permitirá descubrir y explotar posibles diferencias entre los cilios de las células humanas y los de los patógenos, permitiendo ladesarrollo de nuevos tratamientos.
Las células detectan muchas señales luminosas, mecanoquímicas o biológicas gracias a un cilio primario inmóvil. Muchos cilios móviles, llamados flagelos, también pueden estar presentes en algunas células. Pueden producir un movimiento, como el movimiento de un embrión dede la trompa de Falopio al útero, la evacuación de moco a las vías respiratorias o la natación de los espermatozoides. Los defectos en el ensamblaje o función de los cilios pueden provocar ciliopatías, un grupo de enfermedades que incluyen malformaciones cerebrales, trastornos de laenfermedades del hígado, infecciones respiratorias recurrentes y anomalías esqueléticas.
Montaje de un andamio en un tubo de ensayo
En la base del cilio hay dos centríolos, orgánulos formados por microtúbulos, que son componentes del citoesqueleto. El centríolo es el punto de partida para la construcción del cilio, que constará de nueve dobletes de microtúbulos. "El doblete esuna estructura esencial para la formación y funciones de los cilios, pero su ensamblaje era desconocido hasta ahora ", explica Paul Guichard, Catedrático del Departamento de Biología Celular de la Facultad de Ciencias de la UNIGE. El grupo de Paul Guichard y Virginie Hamel, codirectordel laboratorio, ha desarrollado un sistema in vitro capaz de formar dobletes de microtúbulos. Los investigadores también utilizaron técnicas avanzadas de microscopía y modelado, en colaboración con investigadores del Institut Curie d'Orsay en Francia y el Instituto de Biotecnología de Praga en la República Checa.
Al principio, se forman nueve microtúbulos a partir del centríolo a través del ensamblaje de "ladrillos" de tubulina. Luego se forma un doblete en la superficie de cada microtúbulo ". Observamos que la formación del doblete está regulada por la tubulina misma, comola eliminación de uno de sus extremos provoca la formación del doblete en este lugar. Este efecto probablemente previene la formación incontrolada del doblete de microtúbulos en otro lugar que no sea el cilio, asegurando su óptimo funcionamiento ", explica Virginie Hamel, co-líder del estudio.Al filmar este fenómeno con microscopios de última generación, los investigadores también demostraron por primera vez que el segundo microtúbulo se ensambla en dos direcciones opuestas mediante la adición de ladrillos de tubulina.
inhibe el movimiento de parásitos
El eje del cilio o flagelo también sirve como un "carril" para el movimiento de "trenes" de moléculas de un extremo del orgánulo al otro, propulsados por motores moleculares reales.
Estos transportes son necesarios para todas las funciones del orgánulo. "Ahora tenemos la intención de descubrir si existen diferencias en el ensamblaje y funcionamiento de los cilios o flagelos de ciertos parásitos, como la malaria, en comparación con sus homólogos humanos. Tales diferenciaspodría convertirse así en el objetivo de tratamientos que solo afectarían a los patógenos ", concluye Paul Guichard.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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