Biólogos encuentran un potencial fármaco que acelera el reciclaje de las células


Biólogos encuentran un potencial fármaco que acelera el reciclaje de las células.

Un biólogo celular de la Universidad de Michigan y sus colegas han identificado un posible fármaco que acelera la recolección de basura del centro de reciclaje de la célula, el lisosoma.

Esta imagen microscópica muestra muchos lisosomas inflamados dentro de una célula de piel de ratón. Los lisosomas son centros de reciclaje de la célula.

Xiang Wang y Xu Haoxing de la Universidad de Michigan

El hallazgo sugiere una nueva forma de tratar raros trastornos metabólicos hereditarios como la enfermedad de Niemann-Pick y mucolipidosis tipo IV, así como las enfermedades neurodegenerativas más comunes como el Alzheimer y el Parkinson, dijo Haoxing Xu, quien dirigió un equipo de la UM que publicó sus resultados en la revista multidisciplinar Nature Communications.

“Las implicaciones son de largo alcance”, dijo el profesor Xu,

“Hemos introducido un nuevo concepto-un fármaco potencial para aumentar la eliminación de desechos de las células-que podrían tener un gran impacto en la medicina.”

Xu advirtió, sin embargo, que los estudios se encuentran en la inicial, básica-fase de investigación. Cualquier medicamento que pueda resultar de la investigación está a años de distancia.

En las células, como en las ciudades, el residuo y reciclaje que puede ser reutilizado es un servicio esencial. En la ciudad y en la celula, los problemas de salud pueden surgir cuando el proceso se rompe.

Dentro de los trillones de células que componen el cuerpo humano, el trabajo de cortar y enviar desgastado componentes celulares corresponde a los lisosomas. Los lisosomas, hay varios cientos de ellos en cada célula de usar una variedad de enzimas digestivas para desmontar utiliza-las proteínas, materias grasas llamadas lípidos, y los trozos desechados de la membrana celular, entre otras cosas.

Una vez que estos materiales se reducen a bloques de construcción básicos biológicos, la carga se envía fuera del  para ser vuelto a montar en otro lugar a nuevos componentes celulares.

El flujo constante de los materiales a través y fuera de la trata lisosoma, vesicular llamada, es esencial para la salud de la célula y el organismo entero. Si el tráfico lento o se detiene, el resultado es una especie de estreñimiento lisosomal que pueden causar o contribuir a una variedad de enfermedades, incluyendo un grupo de heredaron  conocidas como enfermedades de almacenamiento de lípidos.Niemann-Pick es uno de ellos.

En estudios anteriores, Xu y sus colegas demostraron que el buen funcionamiento de los lisosomas depende, en parte, en el flujo oportuno de los iones de calcio a través de diminutos poros, como puertas de entrada en superficie de la membrana del lisosoma llamó a  .

Si los canales de calcio se bloquean, el tráfico en todo el lisosoma se rompe y las cargas de carga se acumulan a niveles insalubres, hinchazón de los lisosomas a varias veces su tamaño normal.

Xu y sus colegas previamente determinado que una proteína llamada TRPML1serves como el canal de calcio en los lisosomas y que un lípido conocido como PI (3,5) P2 se abre y cierra las puertas del canal. Mutaciones humanas en el gen responsable de hacer TRPML1 causa una reducción del 50 por ciento a 90 en la actividad del canal de calcio.

En su último trabajo, con la ayuda de un método de imagen nuevo que se usa para estudiar la liberación de iones calcio en el lisosoma, Xu y sus colegas muestran que TRPML1 mediada por la liberación de calcio se reduce drásticamente en el de Niemann-Pick y células de la enfermedad tipo mucolipidosis IV .

Más importante aún, se identifican una molécula pequeña sintética, ML-SA1, que imita los lípidos PI (3,5) P2 y pueden activar los canales de calcio de los lisosomas, la apertura de las puertas y restaurar el flujo de salida de los iones de calcio.

Cuando ML-SA1 se introdujo en células de ratón y humano de Niemann-Pick tipo C las células donadas por los pacientes, el aumento del flujo a través de los canales de calcio de los lisosomas fue suficiente para acelerar el tráfico y reducir el almacenamiento de lisosomas.

Xu y sus colegas creen que podría ser posible usar ML-SA1 como una droga para activar los canales de calcio y lisosoma restaurar la función normal de lisosomas en las enfermedades de almacenamiento de lípidos como la enfermedad de Niemann-Pick. El mismo enfoque podría utilizarse para tratar la enfermedad de Alzheimer y el Parkinson, las enfermedades neurodegenerativas que implican defectos lisosoma tráfico.

Estos estudios también podrían aportar explicaciones sobre el proceso de envejecimiento, que implica la disminución muy lenta en la capacidad de los lisosomas de los que cortar y reciclar las piezas gastadas y celulares.

“La idea es que para las enfermedades de almacenamiento de lisosomas, y el envejecimiento, todos están causadas o agravadas por el tráfico muy reducido o lento en el centro de reciclaje de las células “, dijo Xu.

El siguiente paso? Los investigadores esperan que la administración de ML-SA1 de Niemann-Pick y los ratones de tipo mucolipidosis IV para determinar si la molécula alivia los síntomas.

En la enfermedad de Niemann-Pick, cantidades perjudiciales de los lípidos se acumulan en el bazo, el hígado, pulmones, médula ósea y el cerebro. La enfermedad tiene cuatro tipos relacionados. Tipo A, la más grave, se produce en la primera infancia y se caracteriza por un agrandamiento del hígado y del bazo, inflamación de los ganglios linfáticos y el daño cerebral profunda a la edad de 6 meses. Los niños con este tipo rara vez viven más allá de 18 meses. Actualmente no existe cura para la enfermedad de Niemann-Pick.

En estudios anteriores, Xu y sus colegas demostraron que el buen funcionamiento de los lisosomas depende, en parte, en el flujo oportuno de los iones de calcio a través de diminutos poros, como puertas de entrada en superficie de la membrana del lisosoma llamó a los canales de calcio .
Si los canales de calcio se bloquean, el tráfico en todo el lisosoma se rompe y las cargas de carga se acumulan a niveles insalubres, hinchazón de los lisosomas a varias veces su tamaño normal.


Xu y sus colegas previamente determinado que una proteína llamada TRPML1serves como el canal de calcio en los lisosomas y que un lípido conocido como PI (3,5) P2 se abre y cierra las puertas del canal. Mutaciones humanas en el gen responsable de hacer TRPML1 causa una reducción del 50 por ciento a 90 en la actividad del canal de calcio.
En su último trabajo, con la ayuda de un método de imagen nuevo que se usa para estudiar la liberación de iones calcio en el lisosoma, Xu y sus colegas muestran que TRPML1 mediada por la liberación de calcio se reduce drásticamente en el de Niemann-Pick y células de tipo mucolipidosis IV de la enfermedad.
Más importante aún, se identifican una molécula pequeña sintética, ML-SA1, que imita los lípidos PI (3,5) P2 y pueden activar los canales de calcio de los lisosomas, la apertura de las puertas y restaurar el flujo de salida de los iones de calcio.
Cuando ML-SA1 se introdujo en células de ratón y humano de Niemann-Pick tipo C las células donadas por los pacientes, el aumento del flujo a través de los canales de calcio de los lisosomas fue suficiente para acelerar el tráfico y reducir el almacenamiento de lisosomas.
Xu y sus colegas creen que podría ser posible usar ML-SA1 como una droga para activar los canales de calcio y lisosoma restaurar la función normal de lisosomas en las enfermedades de almacenamiento de lípidos como la enfermedad de Niemann-Pick. El mismo enfoque podría utilizarse para tratar la enfermedad de Alzheimer y el Parkinson, las enfermedades neurodegenerativas que implican defectos lisosoma tráfico.
Estos estudios también podrían aportar explicaciones sobre el proceso de envejecimiento, que implica la disminución muy lenta en la capacidad de los lisosomas de los que cortar y reciclar las piezas gastadas y celulares.
“La idea es que para las enfermedades de almacenamiento de lisosomas,las enfermedades neurodegenerativas y el envejecimiento, todos están causadas o agravadas por el tráfico muy reducido o lento en el centro de reciclaje de las células “, dijo Xu.
El siguiente paso? Los investigadores esperan que la administración de ML-SA1 de Niemann-Pick y los ratones de tipo mucolipidosis IV para determinar si la molécula alivia los síntomas.
En la enfermedad de Niemann-Pick, cantidades perjudiciales de los lípidos se acumulan en el bazo, el hígado, pulmones, médula ósea y el cerebro. La enfermedad tiene cuatro tipos relacionados. Tipo A, la más grave, se produce en la primera infancia y se caracteriza por un agrandamiento del hígado y del bazo, inflamación de los ganglios linfáticos y el daño cerebral profunda a la edad de 6 meses. Los niños con este tipo rara vez viven más allá de 18 meses. Actualmente no existe cura para la enfermedad de Niemann-Pick.

El trabajo fue apoyado por becas de los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación ML4

Articulo proporcionado por la Universidad de Michigan

http://ns.umich.edu/new/releases/20268-u-m-biologists-find-potential-drug-that-speeds-cellular-recycling

http://medicalxpress.com/news/2012-03-biologists-potential-drug-cellular-recycling.html

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mpspapas

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