Científicos revelan un reloj celular subyacente en la inflamación
Investigadores del Instituto de Bioinformática del Instituto Politécnico y la Universidad Estatal de Virginia (Virginia Tech), en Estados Unidos, han descubierto las funciones celulares clave que ayudan a regular la inflamación, un hallazgo que podría tener implicaciones importantes para el tratamiento de alergias, enfermedades del corazóny ciertos tipos decáncer.
El descubrimiento, que se publicará en la edición del 6 de octubre de larevista «Structure», explica cómo dos proteínas particulares, Tollip y Tom1, trabajan juntas para contribuir al cambio de las proteínas del receptor de la superficie celular que desencadenan la inflamación.
«La respuesta inflamatoria puede ser un arma de doble filo», señalaDaniel Capelluto, profesor asociado de Ciencias Biológicas en la Facultad de Ciencias, una filial del Instituto de Ciencias de la Vida Fralin, e investigador en el Instituto de Bioinformática de Virginia. «En los niveles apropiados, la respuesta inflamatoria protege su cuerpo de materiales extraños, pero si no se regula adecuadamente puede llevar a condiciones graves y crónicas», añade.
La inflamación desempeña un papel en importantes problemas de salud como la enfermedad cardiaca, la diabetes, el Alzheimer y el cáncer, así como trastornos psiquiátricos como depresión y el trastorno del espectro autista, según os Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos. El descubrimiento realizado por expertos del Instituto de Bioinformática de Virginia revela cambios estructurales en proteínas dentro de las células que podrían ayudar a los tratamientos.
Cuando el cuerpo es atacado por un virus u otros gérmenes, células especializadas secretan señales pro-inflamatorias reconocidas por losreceptores de interleuquina-1 en la superficie de las células especializadas, provocando la liberación de moléculas pro-inflamatorias adicionales que amplifican la respuesta contra los patógenos. Estos receptores promueven la inflamación, siempre y cuando detectan la señal inicial de «alerta».
Cuando se alcanza un nivel saludable de inflamación, las proteínas receptoras deben ser eliminadas y llevadas a los compartimentos intracelulares llamados endosomas para su contención y posterior eliminación. «Sabíamos que Tollip y Tom1 trabajan juntos en la superficie del endosoma para transportar estos receptores para la degradación –relata Capelluto–. Pero no estaba claro cómo encajan entre sí estructuralmente o por qué se necesitan dos proteínas separadas para cumplir esta función de transporte de carga».
Usando una combinación de técnicas, incluyendo espectroscopia de resonancia magnética nuclear en dos y tres dimensiones, resonancia de plasmones superficial y microscopía de fluorescencia de células, el equipo de Capelluto determinó que la asociación de Tollip con Tom1 cambia drásticamente la estructura de Tollip, formando una unidad que potencialmente puede transportar carga mucho más eficientemente que cualquiera de las dos proteínas por su propia cuenta.
Tollip contiene un módulo funcional denominado C2, que ancla la proteína a la superficie de la membrana endosomal para recoger carga, pero con C2 engranada a la posición de almacenamiento de Tollip, la capacidad de carga de la proteína es limitada. Sin embargo, cuando Tom1 se une a Tollip, el dominio de C2 de Tollip ya no está directamente asociado a la membrana endosomal, lo que podría cambiar su función de «tren de aterrizaje» a «bodega de carga».
La unidad resultante puede llevar cargas más grandes y ayudar en laliquidación de las proteínas receptoras innecesarias de manera más eficiente.
El descubrimiento amplía la comprensión fundamental de cómo el cuerpo regula su respuesta inflamatoria y puede aportar información a los esfuerzos de tratar enfermedades asociadas con la inflamación crónica, como trastornos del corazón, derrames cerebrales y cáncer de colon, según los investigadores.
