Un equipo de investigación de Colonia y Osnabrück ha investigado en detalle cómo las sustancias mensajeras señalan la inflamación durante la eliminación de las células dañadas del cuerpo. Usando métodos de microscopía de alta resolución, los investigadores pudieron demostrar que dos proteínas interactúan dinámicamente entre sí y, por lo tanto, determinar si una célula moribunda desencadena una reacción inflamatoria en el cuerpo.

El estudio dirigido por la profesora Dra. Ana J. Garcia-Saez (CECAD—Cluster of Excellence for Aging Research at the University of Cologne) y la profesora junior Dra. Katia Cosentino (CellNanOs—Center for Cellular Nanoanalytics at the Osnabrück University) ha sido publicado en la revista Molecular Cell .

Normalmente, el cuerpo inicia la apoptosis, una forma de muerte celular programada, para deshacerse de las células dañadas. El conocimiento de cómo funciona exactamente este mecanismo de limpieza a nivel de las moléculas involucradas puede hacer una contribución significativa a la terapia de enfermedades. En el cáncer, por ejemplo, las células no se eliminan sistemáticamente del cuerpo, sino que continúan viviendo y propagándose. El tratamiento de radioterapia se usa de forma rutinaria para matar las células cancerosas, pero induce inflamación en el cuerpo. Se están realizando investigaciones en todo el mundo para descubrir cómo las terapias contra el cáncer causan inflamación y cómo los tratamientos pueden ser menos dañinos para el cuerpo.

En este estudio, el equipo de investigación del CECAD y CellNanOs se centró en dos proteínas que ya se sabe que están involucradas en la muerte celular. BAX y BAK son las dos proteínas que regulan el mecanismo de muerte celular en las mitocondrias, las centrales eléctricas de la célula. Usando técnicas de imágenes de alta resolución, los investigadores pudieron observar por primera vez cómo BAX y BAK formaban dinámicamente estructuras en las mitocondrias que influían en la muerte celular y la inflamación.

Debido a su gran similitud, BAX y BAK se han denominado hasta ahora proteínas gemelas. Que difieren sistemáticamente en su mecanismo de acción es un nuevo hallazgo de este estudio. El equipo de investigación pudo demostrar que las proteínas BAK se organizan en estructuras más pequeñas más rápidamente que BAX y que las dos proteínas se influyen mutuamente.

"Pudimos observar claramente bajo el microscopio cómo ambas proteínas interactuaban entre sí para formar un poro en la mitocondria, de modo que el ADN mitocondrial salía a través del poro para desencadenar la inflamación", explicó Andreas Jenner, de la Universidad de Colonia. Esta interacción dinámica de las proteínas BAK y BAX se desconocía anteriormente y regula la formación del poro y, por lo tanto, la cantidad de ADN mitocondrial liberado. Esto, a su vez, determina si se desencadena una respuesta inflamatoria en el cuerpo.

"La disponibilidad relativa de las proteínas BAX y BAK en las células determina el crecimiento del poro y la velocidad a la que se libera el ADN mitocondrial. Posiblemente, nuestros hallazgos abren nuevas perspectivas para controlar la inflamación durante los tratamientos contra el cáncer", explica Katia Cosentino, de la Universidad de Osnabrück. .

"Nuestros resultados destacan cómo BAX y BAK contribuyen a la muerte celular de diferentes maneras y sugieren que estas dos proteínas deberían estar bien equilibradas en los tratamientos terapéuticos contra el cáncer", dijo Ana J. García-Saez de la Universidad de Colonia.

Sin embargo, tal terapia aún no existe. Por ahora, se necesita más investigación para determinar si las moléculas adicionales contribuyen a la dinámica de la formación de poros BAX y BAK y regulan el crecimiento y el tamaño de los poros.