Descubren cómo las células liberan de forma controlada las mucinas y la insulina

Barcelona, 3 jul. Científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona han descubierto cómo las células llevan a cabo la liberación controlada de las mucinas y la insulina, dos proteínas cruciales para la salud humana.

Las mucinas es el componente principal de las mucosas, forman una barrera protectora y lubricante en las superficies del cuerpo, como por ejemplo en las vías respiratorias y el tracto digestivo y los humanos secretan aproximadamente un litro de mucinas al día, liberadas por células especializadas de manera controlada para garantizar la cantidad adecuada para las funciones corporales.

"Un desequilibrio en la secreción de la mucina, ya sea excesiva o inadecuada, puede provocar enfermedades del tracto respiratorio y digestivo como la Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC) o la colitis ulcerosa", ha explicado el investigador del CRG y primer autor del estudio José Wojnacki.

"Del mismo modo, la insulina, una hormona secretada por el páncreas, es fundamental en la regulación de los niveles de glucosa en sangre. Los defectos en la producción de insulina son la causa fundamental de la diabetes", ha recordado Wojnacki.

La investigación, que publica la revisa 'Nature Communications', ha revelado que las células almacenan proteínas como las mucinas y la insulina en sacos o "gránulos" y cuando la célula necesita liberar estas sustancias, los gránulos se fusionan con la capa exterior de la célula, la membrana, y liberan su contenido al exterior.

El estudio ha hallado que una proteína conocida como tetraspanina-8, presente en la membrana celular, actúa como un guardián durante la secreción, decidiendo qué gránulos que contienen mucina o insulina se adhieren a la membrana y cuándo.

El estudio demuestra que la secreción regulada de mucinas e insulina es bifásica, es decir, que primero ocurre una liberación rápida de gránulos acoplados previamente a la membrana, seguida por una segunda liberación más lenta de gránulos que pertenecen a un grupo de reserva.

La investigación también ha revelado que la fusión de gránulos cargados con mucinas requiere una proteína llamada sintaxina-2 y que la tetraspanina-8 secuestra a la sintaxina-2, lo que limita la cantidad de liberación de mucina.

En ausencia de tetraspanina-8, los científicos han observado una duplicación de la secreción de mucina, ya que hay más sintaxina-2 disponible para acoplar y fusionar los gránulos.

Este descubrimiento también se extendió a la liberación de insulina, lo que indica un mecanismo universal que podría tener implicaciones importantes para comprender cómo las células secretan estas proteínas vitales en función de las necesidades fisiológicas.

"Si la célula es una ciudad, los gránulos son camiones cargados de mucinas e insulina. La puerta de la ciudad al mundo exterior, la abren proteínas como la sintaxina-2. En esta analogía, la tetraspanina-8 funciona como un control del tráfico en los límites de la ciudad, controlando el número de moléculas de sintaxina-2 disponibles para abrir las puertas para que los camiones aparquen en los muelles y descarguen su mercancía", ha puesto como ejemplo el investigador del CRG Vivek Malhotra.

"Esta gestión controlada garantiza que se libere la cantidad justa de mucinas o insulina en función de las necesidades corporales", ha precisado.

Según Malhotra, "la tetrapanina-8 es una diana terapéutica fácil para desarrollar productos químicos para controlar su función y, por tanto, una manera de restablecer la secreción desregulada de mucina e insulina observada en las patologías humanas asociadas".

Los investigadores trabajan ahora para ver la relevancia de la tetraspanina-8 en modelos más avanzados que representan la fisiología compleja del colon, las vías respiratorias y el páncreas, con el objetivo de entender la influencia de otros tipos de células que pueden funcionar conjuntamente para controlar la secreción de mucinas e insulina. EFE

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