Dos artículos punteros en Biología Molecular


Como director de cultura científica del CBMSO es siempre un placer que los grupos de investigación punteros en biología molecular me comuniquen su interés en la divulgación de sus trabajos científicos. ¡Cómo negarme! En esta ocasión, paso a mostrar dos nuevas publicaciones en algunas de las principales revistas científicas internacionales en los respectivos campos tratados, directamente desde las notas de prensa…

Descubierta una proteína que “debilita” la barrera interna de los vasos sanguíneos durante la inflamación

Cuando se produce una inflamación en un tejido, la capa interna o barrera endotelial de los vasos sanguíneos se reduce para permitir el paso de células inmunitarias hacia el foco de la inflamación. Pero si las inflamaciones se producen de forma crónica, como ocurre en varias enfermedades, la permeabilidad de esta barrera se altera de forma patológica y provoca que los vasos sanguíneos sean proclives a romperse. Por ello estas enfermedades están asociadas a problemas coagulatorios y edemas. Ahora un estudio internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas ha identificado la proteína que “debilita” esta capa interna de los vasos sanguíneos durante la inflamación. El trabajo se publica en la revista Journal of Cell Biology.

Imagen del endotelio con la proteína RhoB (verde), citoesqueleto (rojo) y las uniones intracelulares (azul).

Imagen del endotelio con la proteína RhoB (verde), citoesqueleto (rojo) y las uniones intracelulares (azul).

“Se trata de la proteína RhoB, cuya expresión se incrementa cinco veces en respuesta a la citoquina inflamatoria TNF, una señal crucial en muchas patologías inflamatorias”, explica el doctor Jaime Millán, jefe del grupo de Biología Celular de la Inflamación en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa del CSIC, quien ha liderado el estudio. El equipo de investigadores ha combinado varias técnicas bioquímicas para rastrear e identificar proteínas cuya expresión se altera en respuesta a dicha citoquina. “Este aumento de la permeabilidad vascular es regulado por el endotelio, que forma una capa de células unidas entre sí por complejos de proteínas”, señala.

“Hemos identificado una doble función para esta proteína”, indica Millán. “Por un lado RhoB se coordina con otras dos proteínas muy similares de la misma familia, RhoA y RhoC, para regular el citoesqueleto y las uniones intercelulares del endotelio”, explica el investigador.

“Sin embargo, RhoB juega un papel adicional en células en un ambiente inflamatorio que no tienen los otros miembros de la familia: cuando células endoteliales humanas modificadas para tener niveles bajos de RhoB se veían expuestas a estímulos coagulantes, que provocan contracción y permeabilidad vascular en una situación de inflamación, éstas eran capaces de volver a extender más rápidamente sus membranas tras la contracción, de modo que reformaban más eficientemente la barrera endotelial en comparación con las células normales”, explica Millán. “Al contrario, las células endoteliales expresando mutantes de RhoB con una actividad exacerbada, permanecían permanentemente contraídas.”

“Hemos encontrado que RhoB es una proteína de las vesículas de transporte que inhibe y retiene en el interior celular ciertas proteínas esenciales para que el borde de la célula se extienda tras la contracción y contacte de nuevo con las células vecinas para reparar la barrera endotelial”, detalla el investigador.

“Estos mecanismos de extensión de membrana identificados durante la reparación de la barrera endotelial son muy similares a los que intervienen en las protrusiones que emiten las células individuales para moverse. Los comparten desde las amebas hasta las células tumorales, lo que nos recuerda que las barreras celulares de los organismos complejos provienen de agrupaciones ancestrales de células individuales de las que conservamos sus mecanismos básicos”, argumenta.

El equipo de investigación está estudiando si estos mecanismos de recuperación de la función de barrera funcionan en otros tipos celulares, principalmente en el endotelio de córnea, que forma la barrera responsable de mantener la transparencia de este tejido y por tanto la visión.

El grupo de Biología Celular de la Inflamación del CBMSO está financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y por la Fundación Jiménez Díaz. En el trabajo han participado también investigadores del CSIC, la Universidad Autónoma de Madrid, King’s College de Londres, los Hospitales Universitarios de Oviedo y Salamanca y la Universidad de Cádiz.

ARALAR-MAS en neuroprotección

El grupo de investigación dirigido por Jorgina Satrústegui de la Universidad Autónoma de Madrid, en el Centro de Biología Molecular (CBMSO) UAM-CSIC, lleva años estudiando la  implicación biológica de Aralar y la lanzadera de NADH malato-aspartato (MAS) mitocondrial en el metabolismo y  función cerebral. Aralar es el transportador mitocondrial de aspartato/glutamato, constituyente regulador de la lanzadera MAS, y su deficiencia en humanos causa la enfermedad rara denominada “hipomielinización cerebral global”. En ratones, la ausencia de Aralar produce epilepsia, fallos en el neurodesarrollo y falta de mielina en cerebro; todos síntomas comparables a los observados en los pacientes humanos.

La activación de Aralar-MAS protege frente a epilepsia y muerte neuronal tras daño excitotóxico por kainato. En la gráfica izquierda observamos un mayor número de crisis epilépticas (mean seizure score) en los ratones Aralar-Ht (Aralar-deficientes) que en los controles (wild-type) tras inyección de Kainato. En el centro y derecha,  las neuronas muertas (teñidas con Fluoro Jade B, en blanco)  tras kainato son mucho más abundantes en hipocampo CA1 de ratones Aralar HT que controles. (Fuente original: Llorente-Folch I. et al., Journal of Neuroscience, 2016).

La activación de Aralar-MAS protege frente a epilepsia y muerte neuronal tras daño excitotóxico por kainato. En la gráfica izquierda observamos un mayor número de crisis epilépticas (mean seizure score) en los ratones Aralar-Ht (Aralar-deficientes) que en los controles (wild-type) tras inyección de Kainato. En el centro y derecha, las neuronas muertas (teñidas con Fluoro Jade B, en blanco) tras kainato son mucho más abundantes en hipocampo CA1 de ratones Aralar HT que controles. (Fuente original: Llorente-Folch I. et al., Journal of Neuroscience, 2016).

En este nuevo trabajo desarrollado por Irene Llorente-Folch y Beatriz Pardo, en colaboración con otros autores, se ha investigado el papel de Aralar en  la utilización del lactato. La glucosa es considerada clásicamente como el substrato  fundamental cerebral. Sin embargo, estudios recientes demuestran  que el lactato es requerido  como substrato energético extra a la glucosa, y como molécula señalizadora y moduladora del riego cerebral  en fases de activación neuronal. La activación cerebral, incrementa su síntesis en glía y el consumo acoplado por las neuronas vecinas.  Cuando hay una estimulación excesiva por glutamato, el principal neurotransmisor excitador del cerebro, se produce el daño por excitotoxicidad. Este daño desencadena muerte neuronal en patologías como trauma cerebral y medular, hipoglicemia, epilepsia y ciertas enfermedades neurodegenerativas; y durante la fase de recuperación excitotóxica, el lactato, y no la glucosa, es utilizado como substrato energético preferencial.  Así, los autores demuestran en su trabajo actual que Aralar se requiere para la utilización de lactato por parte de las neuronas y en ratones con expresión reducida de Aralar la muerte neuronal por excitotoxicidad  aumenta.

El grupo de Jorgina satrústegui perteneciente a los consorcios CIBERER del Instituto de Salud Carlos III  para la investigación en enfermedades raras y MITOLAB de la Comunidad de Madrid, concluye que una activación parcial ó defectuosa de ARALAR –MAS en la mitocondria podría impedir la recuperación óptima frente a episodios de excitotoxicidad en humanos. Y por el contrario, potenciar la activación de ARALAR-MAS mejoraría el pronóstico de su recuperación.

JAL (DCC-CBMSO)

 DIVULGACIÓN CIENTÍFICA DEL 15 DE MAYO DE 2016

Esta semana mi+dtv trata sobre la existencia de seres humanos vivos que, atendiendo a sus mutaciones genéticas, no deberían de estarlo; el comienzo del rodaje de un documental sobre los puentes del río Guadarrama y un nuevo proyecto de prevención del suicidio en las redes sociales.

Miércoles 00:05 h en Radio 5

Cuando pensamos en sectas, pensamos en grupos sociales muy cerrados, herméticos y pensamos en gurús con túnica, en cánticos místicos, pero esta preconcepción quizás válida a mediados del siglo pasado, ha quedado superada por movimientos modernos de manipulación del pensamiento. Puede tener cerca de usted a una persona inmersa en un grupo coercitivo sin ni siquiera, ser consciente. Hoy hablamos Entre probetas con Emilio Molina, vocal de la Red de Prevención del Sectarismo y Abuso de la Debilidad, RedUNE. Por otra parte y tal día como hoy, Albert Einstein presentaba La teoría de la Relatividad General. Entrevistamos al genio de todos los genios ¡desde el limbo!

El LAB de JALL,X y V a las 10:05h en Radio 5

 …

MADRI+D TV (Divulgación científica con cara, e imágenes, en 3 minutos)

ENTRE PROBETAS (25 minutos de intensa y entretenida ciencia). Radio 5

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