"Lo que muestra nuestro trabajo es cómo un complejo en el centro de la célula, la región de interacción ER-Golgi, controla el colesterol de la membrana plasmática, que es esencial para muchas funciones celulares, si no esencial para la vida multicelular", dice el profesor Gisou van der Goot. en la Escuela de Ciencias de la Vida de la EPFL. Su grupo, en colaboración con el grupo de Giovanni D'Angelo en la EPFL, ha publicado un estudio en Developmental Cell que descubre cómo los patógenos explotan un proceso celular clave para intoxicar las células.

Dado que los patógenos han evolucionado para secuestrar muchos de los procesos celulares de sus huéspedes, el estudio de las interacciones huésped-patógeno nos ayuda a comprender mejor los procesos biológicos fundamentales. Aquí, los científicos descubrieron que la interacción entre dos orgánulos clave en la célula, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi, es esencial para controlar qué lípidos se encuentran en la membrana celular. Ambos orgánulos juegan un papel esencial en la síntesis de nuevas proteínas y su transporte dentro de la célula.

Los investigadores se propusieron encontrar qué proteínas son importantes para que la toxina de la bacteria del ántrax Bacillus anthracis ingrese a la célula. Para hacer esto, examinaron una biblioteca de 1500 genes que normalmente están involucrados en la organización de los orgánulos de la célula, así como en su membrana.

Infección por ántrax y sitios de contacto ER-Golgi

La toxina del ántrax se compone de tres subunidades, un antígeno protector que le permite unirse a los receptores de la célula objetivo, y dos subunidades enzimáticas, el factor letal y el factor de edema, que son los que realmente causan daño a la célula.

Cuando se secreta, el antígeno protector se une a dos receptores en la membrana de la célula. Luego es cortado por Furin, una enzima, y ​​finalmente se asocia con otros antígenos protectores para formar un poro. Este poro permite que los factores letales y de edema entren en la célula, donde causan estragos. Aunque este proceso está bastante bien trazado, no sabemos qué moléculas dentro de la célula facilitan todos sus pasos.

Del ántrax al descubrimiento biológico

Los datos de los genes examinados aterrizaron en dos genes y sus proteínas, llamados TMED2 y TMED10, los cuales están ubicados en los sitios de contacto ER-Golgi, una ubicación muy inesperada cuando se estudia una toxina que proviene del exterior de la célula.

Cuando los científicos regularon a la baja los genes de TMED2 y TMED10, la toxina del ántrax perdió su capacidad para formar poros. Además, un análisis en profundidad descubrió algo nuevo en términos de biología celular básica:que las dos proteínas organizan grandes supercomplejos de proteínas en los sitios de contacto de la membrana ER-Golgi, que son responsables de la transferencia de colesterol entre los dos orgánulos. Si esta transferencia no ocurre, el colesterol nunca llega a la membrana de la célula y, en cambio, se almacena en gotas de grasa.

"En general, este estudio de intoxicación por ántrax condujo al descubrimiento de que la remodelación de la composición lipídica en las interfaces ER-Golgi controla completamente la formación de nanodominios de membrana funcionales en la superficie celular", concluyen los autores del estudio. + Explora más

Hasta la superficie celular y más allá:seguimiento del transporte de glicoproteínas subcelulares utilizando la toxina del cólera modificada