Investigación de biología celular puede conducir a nuevos hallazgos sobre el Alzheimer y el ALS
Por: Brian Andrew Maxwel, científico en Biología Celular, St. Jude Children’s Research Hospital Graduate School of Biomedical Sciences
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La Gran Idea Nuestros cuerpos contienen una etiqueta de proteína especial que juega un papel en cómo las células se recuperan de amenazas específicas para su supervivencia, según una nueva investigación de la que soy coautor. Comprender cómo funciona este proceso puede ser clave para futuros tratamientos para enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer y algunas formas de demencia. Las células se encuentran regularmente con cambios potencialmente dañinos en su entorno, como temperaturas fluctuantes o exposición a la luz ultravioleta o toxinas. Para garantizar la supervivencia, las células han desarrollado formas complejas de adaptarse a estos cambios estresantes. Estos mecanismos van desde cambios temporales en el metabolismo hasta el cierre total de procesos biológicos críticos que, de otro modo, podrían dañarse permanentemente. Por ejemplo, muchas tensiones celulares interrumpen temporalmente la producción de proteínas, mientras que los ARN mensajeros, que transportan parte del código del ADN a través de la célula, quedan atrapados en estructuras densas conocidas como gránulos de tensión. Cuando pasa el estrés, los gránulos de estrés se desmontan y las células emergen de este estado defensivo para re-
anudar sus actividades normales. Pero hasta ahora, los biólogos moleculares no entendíamos exactamente cómo funcionaba este mecanismo. En un par de estudios revisados por pares publicados en la revista, Science, el 25 de junio de 2021, mis colegas y yo que trabajamos en el laboratorio de Biología Celular y Molecular de J. Paul Taylor y explicamos cómo una proteína conocida como ubiquitina es responsable de que las células vuelvan a funcionar una vez que la costa está despejada. En el primer estudio, descubrí que diferentes tipos de estrés conducen a que proteínas específicas en las células se etiqueten con ubiquitina de distintas maneras. Expuse las células a estrés por calor o una sustancia química tóxica, luego bloqueé el proceso de etiquetado de ubiquitina después de que se formaran gránulos de estrés aparentemente idénticos. Para mi sorpresa, bloquear el etiquetado de ubiquitina solo evitó el desmontaje de los gránulos de estrés por choque térmico. Es importante destacar que también descubrí que las células no podían reiniciar procesos biológicos claves como la producción y el transporte de proteínas cuando estos gránulos de estrés permanecían presentes, incluso después de volver a las temperaturas normales. En el segundo estudio, mi colega Youngdae Gwon examinó más de cerca este proceso. Descubrió que el estrés por calor provoca el etiquetado de
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