Los científicos descubren un regulador maestro que aumenta la energía de las células inmunitarias para la invasión de tejidos

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

Las células inmunitarias son la fuerza policial de nuestro cuerpo, pero ¿cómo pueden llegar rápidamente a la escena del crimen? En el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA), los investigadores han descubierto una nueva proteína que aumenta la producción de energía dentro de las células inmunitarias y, por lo tanto, aumenta su poder de invasión. Además de mejorar las respuestas inmunitarias, los resultados, publicados en EMBO Journal, podrían revolucionar nuestra comprensión de la regulación energética en las células de todo el cuerpo humano.

Para que la vida sobreviva, necesita responder a los desafíos, particularmente adaptando la actividad de su sistema inmunológico. Como hemos visto con COVID, los agentes infecciosos externos están constantemente tratando de afianzarse dentro del cuerpo. Pero, ¿cómo pueden las células inmunitarias moverse hacia nuevos tejidos para encontrar y destruir tales infecciones? Al investigar este proceso crucial, la profesora Daria Siekhaus y la Dra. Shamsi Emtenani de su grupo en ISTA terminaron respondiendo una pregunta aún mayor: ¿Qué gobierna la energía necesaria para la invasión celular?

Descubrieron un programa doble que aumenta la producción de energía dentro de las células inmunitarias, proporcionando así la energía necesaria para su invasión en los tejidos. Esta nueva vía está gobernada por una proteína no estudiada previamente a la que llamaron Atossa en honor a una reina persa. Si bien los experimentos se realizaron en la mosca de la fruta, los resultados de los investigadores muestran que proteínas similares en los mamíferos exhiben la misma función. «Existe un gran potencial de cómo este trabajo puede conducir a nuevas perspectivas de la fisiología humana, porque impulsar la producción de energía es esencial en muchas células en todo el cuerpo humano», dice el autor principal Emtenani. Su trabajo en colaboración con la Universidad de Albany, la Universidad de Toronto, el Centro de Investigación CeMM y el BioCentro de Viena ahora se publica en la revista de la Organización Europea de Biología Molecular (EMBO).

Atossa, fallo para impulsar la energía

Para las células, empujar el entorno fuera del camino y moverse hacia los tejidos es energéticamente costoso. El sistema inmunitario aumenta la energía mediante el uso de mitocondrias, la central eléctrica interna de la célula. Las mitocondrias convierten varios componentes como el azúcar en ATP, la moneda celular de la energía. Los investigadores ahora han descubierto que una proteína, Atossa, orquesta una cascada que regula y mejora la capacidad de las mitocondrias para producir energía.

«Atossa actúa como un pedal del acelerador y como un cambio de marcha», explica Siekhaus. «Primero, la proteína activa dos enzimas metabólicas que ayudan a enviar más combustible a la fábrica mitocondrial y, segundo, cambia la mitocondria a una marcha más alta». Este cambio de marcha se debe a que Atossa aumenta los niveles de la proteína Porthos, una ARN helicasa que lleva el nombre de uno de los tres mosqueteros conocidos por su fidelidad al servicio de su reina. Luego, Porthos ayuda al ensamblaje de la maquinaria que permite la producción de proteínas a través de la traducción, incluidas muchas que aumentan la actividad mitocondrial y, por lo tanto, la producción de energía.

Los investigadores de ISTA demostraron que después de sesenta minutos, las células inmunitarias (roja) con la proteína Atossa (izquierda ) se mueven más rápido a través de la banda germinal (línea punteada) en un embrión de mosca de la fruta que con niveles reducidos de Atossa (derecha). Crédito: ISTA

Trabajo pionero sobre moscas relevante para la salud humana

Mediante imágenes en vivo de embriones de moscas de la fruta, los investigadores pudieron detectar una clara reducción en la migración celular en ausencia de Atossa. Además, la función de Atossa solo es necesaria en células pioneras. Al igual que una expedición a través de un matorral, las primeras células hacen el trabajo duro de despejar un camino con el machete y, por lo tanto, necesitan más energía. Con el apoyo del colaborador Dr. Thomas Kcher del BioCenter de Viena, los científicos de ISTA compararon los niveles de energía con y sin el gen Atossa y confirmaron que Atossa los mejora.

Sin embargo, un regulador maestro como Atossa es , no solo presente en moscas de la fruta. El código de proteína responsable en las moscas es 44 por ciento idéntico a los comparables en humanos. De hecho, los investigadores demostraron que los genes de los mamíferos pueden sustituir la función de la proteína de la mosca de la fruta. «Estamos muy intrigados por las posibilidades que esto abre. Atossa podría ser de importancia clave para regular al alza la producción de energía. En las células inmunitarias, esto es relevante, por ejemplo, en la producción de anticuerpos y la especificación de glóbulos blancos. También se encuentran proteínas similares a Atossa en las células cerebrales. Aquí, se ha demostrado que los defectos subyacen a las enfermedades neurodegenerativas», dice Siekhaus, señalando futuras vías de investigación.

El legado de una mujer iraní

«El trabajo con moscas es el lugar de estreno para precisar mecanismos genéticos complicados e identificar cosas nuevas. Se necesita un coraje enorme y una gran inteligencia para analizar algo completamente inexplorado. Para mí, el trabajo de Shamsi, que prueba cada paso de la cascada, es un ejemplo de la mejor ciencia que se puede hacer en este campo», elogia Siekhaus a la iraní, que se unió a su laboratorio en 2015. Shamsi Emtenani agrega: «Observé este gen específico por curiosidad. Lo emocionante es: si eres el primero en descubrir la función de un gen en el F campo de la mosca de la fruta, tienes la oportunidad de nombrar su proteína».

Anteriormente indexada como CG9005, Emtenani nombró a la proteína Atossa. Dado que las células pioneras se mueven en línea, una por una, casi como una corriente de agua, eligió el nombre de una reina persa del Imperio aqueménida. «Atossa significa literalmente ‘goteo’ y se conecta con mi experiencia. También me pareció apropiado para una reina que comanda tres proteínas, una de ellas un mosquetero responsable de hacer que las células invadan nuevos territorios».

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Los investigadores descubren un mecanismo que ayuda a las células inmunitarias a invadir los tejidos Más información: Emtenani S, Martin E, Gyoergy A, Bicher J, Genger JW, Kcher T, Akhmanova M , Guarda MP, Roblek M, Bergthaler A, Hurd T, Rangan P y Siekhaus D. 2022. Un programa genético aumenta la función mitocondrial para potenciar la invasión de tejido de macrófagos, EMBO Journal. DOI: 10.15252/embj.2021109049 Información de la revista: EMBO Journal

Proporcionado por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria Cita: Los científicos descubren un regulador maestro que aumenta la energía de las células inmunitarias para la invasión de tejidos (2022, 23 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-scientists-master-boosts-immune-cell.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.