julio 20, 2024

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Nuevos conocimientos sobre las fábricas de reciclaje celular La composición proteica de los lisosomas varía mucho según el tipo de célula y el tejido

Nuevos conocimientos sobre las fábricas de reciclaje celular La composición proteica de los lisosomas varía mucho según el tipo de célula y el tejido

Los lisosomas son los principales actores en la eliminación de desechos celulares. Los análisis ahora revelan que estas pequeñas bolsas de lisis tienen composiciones muy diferentes, según el tipo de tejido y célula. Por ejemplo, se encuentran diferentes proteínas en los lisosomas de las células hepáticas que en las células renales o en las células de carcinoma. La estructura proteica de los lisosomas puede proporcionar información sobre las raíces celulares de enfermedades específicas.

Deshacerse de los componentes celulares dañados o enfermos es vital para nuestras células. La parte central de la eliminación de desechos celulares son los lisosomas, pequeños sacos en el citoplasma rodeados por una membrana lipídica, en los que docenas de enzimas diferentes descomponen los desechos introducidos en sus partes individuales. Los productos de descomposición producidos por los lisosomas pueden ser utilizados por la célula como materia prima para otros procesos celulares.

Lisosomas (rojo, amarillo) en células de piel de ratón. Los núcleos celulares están resaltados en azul. © Florian Bleibaum / Universidad de Keele

“Esta operación es muy importante”, explica el autor principal Dominique Winter del Hospital Universitario de Bonn. “Si no funciona correctamente, puede provocar enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson”. Los lisosomas y su actividad de degradación también son críticos para el metabolismo energético celular, la defensa contra patógenos o los mecanismos de reparación. Su estructura es correspondientemente compleja: si aísla los lisosomas de las células, a menudo encontrará más de 5000 proteínas diferentes.

Inventario de proteínas lisosomales

Sin embargo, hasta ahora ha sido difícil determinar en detalle la función de estas proteínas y cuántas de ellas están realmente involucradas en la actividad de descomposición lisosomal. “También pueden ser partículas en las que descomponerse”, explica Winter. “Otros pueden adherirse a su membrana desde el exterior sin hacer ningún trabajo significativo. Por lo general, hay muchas capturas incidentales no deseadas cuando los lisosomas están aislados”.

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Por esta razón, Winter, la primera autora Fatma Akter de la Universidad de Bonn y su equipo desarrollaron un método mediante el cual las moléculas no involucradas pueden distinguirse mejor de las proteínas lisosomales verdaderas. En su estudio, aplicaron estos métodos de análisis a seis líneas celulares diferentes, cuatro de humanos y dos de ratones. Los cultivos de células humanas procedían de los riñones, el cuello uterino, el hígado, la médula ósea y algunos se tomaron de tumores cancerosos.

El equipo varía según el tipo de celda

Los análisis revelaron: De las 5000 proteínas, 1000 están bien asociadas con la función lisosomal. Unos pocos cientos de estas proteínas se encuentran en casi todos los lisosomas, sin importar de qué tejido provengan. Además, hay varias proteínas que parecen encontrarse solo en los lisosomas de ciertos tejidos. Por otro lado, otras proteínas difieren en su proporción y cantidad según el tipo de célula.

“En cada uno de los seis tipos de células que examinamos, los lisosomas tienen una composición proteica muy específica”, dice Winter. “Hasta donde yo sé, somos el primer grupo de trabajo que ha podido demostrar esto”. Por lo tanto, las fábricas de eliminación celular se construyen específicamente según el tejido y el tipo de célula y cada una tiene su propio conjunto de herramientas de proteínas adaptadas a las necesidades de las células.

Más enzimas de degradación en el hígado y más transportadores en las células cancerosas

“Los lisosomas en las células del hígado, por ejemplo, están repletos de enzimas degradantes”, dice Winter. “Esto también es plausible: una función importante del hígado es descomponer varias moléculas”. Porque el hígado juega un papel importante en la desintoxicación del cuerpo. Por otro lado, las células cancerosas tienen un tipo especial de lisosomas que pueden proporcionarles los componentes básicos para el metabolismo energético de una manera particularmente eficiente. “En las células cancerosas que examinamos, los lisosomas contenían una gran cantidad de proteínas transportadoras”, dice Winter.

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La razón de esto: los tumores necesitan mucha energía para crecer y, al mismo tiempo, a menudo sufren de mala circulación sanguínea. Entonces digieren los tejidos circundantes con la ayuda de los lisosomas y usan los productos de degradación para generar energía. Para que una célula cancerosa pueda utilizarlos, deben ser transportados de regreso a la célula desde los lisosomas, de ahí las numerosas proteínas transportadoras.

Indicaciones: raíces celulares para la enfermedad de Parkinson y co

En general, los resultados ayudan a aclarar más sobre la función y el funcionamiento del lisosoma. Pero también pueden ayudar a aclarar el papel de los lisosomas en algunas enfermedades. Se sabe que algunas enfermedades genéticas se basan en un defecto en los lisosomas. Además, en los últimos años, ha habido una creciente evidencia de que las fábricas de degradación celular también pueden estar involucradas en cánceres y enfermedades neurodegenerativas.

Durante mucho tiempo se ha sabido que los lisosomas en neuronas específicas están alterados en la enfermedad de Parkinson. “Ahora podemos tomar una especie de huella digital de proteína de estos lisosomas y compararlos con los de personas sanas”, explica Winter. “Esto podría proporcionar pistas sobre cómo se altera la función celular de corte en los pacientes y por qué esto conduce a problemas neurológicos”. A largo plazo, esto también podría ayudar a encontrar nuevos puntos de partida para los medicamentos. (Proteómica Molecular y Celular, 2023; doi: 10.1016/j.mcpro.2023.100509)

Fuente: Universidad de Bonn