Un estudio publicado por investigadores de la Universidad de Illinois Chicago describe un nuevo método para analizar la piroptosis, el proceso de muerte celular que generalmente es causado por infecciones y resulta en un exceso de inflamación en el cuerpo, y muestra que ese proceso, que durante mucho tiempo se pensó que era irreversible una vez iniciado, puede de hecho ser detenido y controlado.
El descubrimiento, que se informa en Nature Communications, significa que los científicos tienen una nueva forma de estudiar las enfermedades relacionadas con el mal funcionamiento de los procesos de muerte celular, como algunos tipos de cáncer, y las infecciones que pueden complicarse con la inflamación descontrolada causada por este proceso. Estas infecciones incluyen sepsis, por ejemplo, y síndrome de dificultad respiratoria aguda, que se encuentra entre las principales complicaciones de la enfermedad de COVID-19.
La piroptosis es una serie de reacciones bioquímicas que utilizan gasdermina, una proteína, para abrir grandes poros en la membrana celular y desestabilizar la célula. Para comprender más acerca de este proceso, los investigadores de la UIC diseñaron una gasdermina “optogenética” modificando genéticamente la proteína para que responda a la luz.
“El proceso de muerte celular juega un papel importante en el cuerpo, tanto en estados saludables como no saludables, pero estudiar la piroptosis, que es un tipo importante de muerte celular, ha sido un desafío”, dijo Gary Mo, profesor asistente de la UIC en el departamento de farmacología y medicina regenerativa y el departamento de ingeniería biomédica de la Facultad de Medicina.
Mo dijo que los métodos para examinar los mecanismos de piroptosis en juego en las células vivas son difíciles de controlar porque son iniciados por patógenos impredecibles, que a su vez tienen efectos dispares en diferentes células y personas.
“Nuestra gasdermina optogenética nos permitió omitir el comportamiento impredecible del patógeno y la respuesta celular variable porque imita a nivel molecular lo que sucede en la célula una vez que se inicia la piroptosis”, dijo Mo.
Los investigadores aplicaron esta herramienta y utilizaron tecnología de imágenes fluorescentes para activar con precisión la gasdermina en experimentos con células y observar los poros en diversas circunstancias. Descubrieron que ciertas condiciones, como concentraciones específicas de iones de calcio, por ejemplo, provocaron que los poros se cerraran en solo decenas de segundos.
Esta respuesta automática a las circunstancias externas proporciona evidencia de que la piroptosis se autorregula dinámicamente.
“Esto nos mostró que esta forma de muerte celular no es un billete de ida. El proceso en realidad está programado con un botón de cancelación, un interruptor de apagado”, dijo Mo.
“Comprender cómo controlar este proceso abre nuevas vías para el descubrimiento de fármacos, y ahora podemos encontrar fármacos que funcionen para ambos lados: nos permite pensar en ajustar, ya sea aumentando o limitando, este tipo de muerte celular en enfermedades, donde podríamos anteriormente solo eliminar este importante proceso”, concluyó.
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