Los lisosomas son orgánulos unidos a membranas que contienen enzimas hidrolíticas que descomponen una variedad de moléculas, incluidas proteínas, lípidos y carbohidratos. Los lisosomas son esenciales para mantener la homeostasis celular, pero también pueden ser peligrosos si se rompen y liberan su contenido al citoplasma. Para evitar esto, las células cuentan con una serie de mecanismos para garantizar que los lisosomas dañados se identifiquen y eliminen rápidamente.
Uno de los mecanismos más importantes para seleccionar lisosomas dañados para su eliminación es el proceso de ubiquitinación. La ubiquitina es una pequeña proteína que se puede unir a otras proteínas para marcarlas para su degradación. Cuando un lisosoma se daña, las ubiquitina ligasas se reclutan en el sitio del daño y unen las moléculas de ubiquitina a la membrana lisosomal. Esto marca el lisosoma para que lo reconozcan los receptores de autofagia, que son proteínas que se unen a la ubiquitina y se dirigen al lisosoma para su entrega al autofagosoma, una vesícula de doble membrana que se fusiona con el lisosoma para entregar su contenido para su degradación.
En un estudio reciente, investigadores de la Universidad de California en San Francisco utilizaron etiquetas moleculares para rastrear el destino de los lisosomas dañados en las células. Descubrieron que la ubiquitinación no es el único mecanismo que puede marcar los lisosomas dañados para su eliminación. También identificaron otras etiquetas moleculares que pueden usarse para seleccionar lisosomas dañados, que incluyen:
* HMGB1: HMGB1 es una proteína que se libera del núcleo cuando las células están estresadas. HMGB1 puede unirse a la membrana lisosomal y reclutar receptores de autofagia.
* LC3: LC3 es una proteína que participa en la formación de autofagosomas. LC3 también puede unirse a la membrana lisosomal y reclutar receptores de autofagia.
* p62: p62 es una proteína que participa en la agregación de proteínas dañadas. p62 puede unirse a la membrana lisosomal y reclutar receptores de autofagia.
Los investigadores descubrieron que estas etiquetas moleculares trabajan juntas para garantizar que los lisosomas dañados se identifiquen y eliminen rápidamente de las células. Este proceso es esencial para mantener la homeostasis celular y prevenir el desarrollo de enfermedades por almacenamiento lisosomal.
Implicaciones para las enfermedades por almacenamiento lisosomal
Las enfermedades por almacenamiento lisosomal son un grupo de trastornos genéticos causados por mutaciones en genes que codifican proteínas implicadas en la función lisosomal. Estas mutaciones provocan la acumulación de material no digerido en los lisosomas, que puede dañar células y tejidos. Las enfermedades por almacenamiento lisosomal suelen ser mortales y actualmente no existe cura.
La investigación descrita anteriormente proporciona nuevos conocimientos sobre los mecanismos que utilizan las células para seleccionar y eliminar los lisosomas dañados. Este conocimiento podría conducir al desarrollo de nuevas terapias para las enfermedades por almacenamiento lisosomal. Por ejemplo, puede ser posible desarrollar fármacos que inhiban la ubiquitinación de los lisosomas o que bloqueen la unión de los receptores de autofagia a los lisosomas. Estos medicamentos podrían ayudar a prevenir la acumulación de material no digerido en los lisosomas y retardar la progresión de las enfermedades por almacenamiento lisosomal.
