La pregunta de por qué envejecemos es una de las preguntas más fascinantes para la humanidad, pero hasta la fecha no se ha encontrado nada parecido a una respuesta satisfactoria. Los científicos del Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie en Berlín ahora han dado un paso más para proporcionaruna respuesta. Han llevado a cabo un estudio en el que, por primera vez, han demostrado que cierta área de la célula, el llamado retículo endoplásmico, pierde su poder oxidativo en la edad avanzada. Si este elixir de la vida se pierde,muchas proteínas ya no pueden madurar adecuadamente. Al mismo tiempo, el daño oxidativo se acumula en otra área de la célula, el citosol. Esta interacción era desconocida anteriormente y ahora abre una nueva comprensión del envejecimiento, pero también de las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer oParkinson.
Cada célula consta de diferentes compartimentos. Uno de ellos es el retículo endoplásmico RE. Aquí, las proteínas que luego se secretan, por ejemplo, en el torrente sanguíneo, como la insulina o los anticuerpos del sistema inmune, maduran en un ambiente oxidativo. AEl tipo de control de calidad, llamado homoeostasis redox, asegura que se mantenga el medio oxidativo y que se puedan formar puentes disulfuro. Los puentes disulfuro forman y estabilizan la estructura proteica tridimensional y, por lo tanto, son esenciales para una función correcta de las proteínas secretoras, p. ej.migrando a la sangre.
Equilibrio desequilibrado
Los científicos del Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie en Berlín han demostrado, por primera vez, que la sala de emergencias pierde su poder oxidativo en la edad avanzada, lo que desplaza el equilibrio reductor / oxidante, redox para abreviar, en este compartimentoEsto conduce a una disminución en la capacidad de formar los puentes disulfuro que son tan importantes para el correcto plegamiento de proteínas. Como consecuencia, muchas proteínas ya no pueden madurar adecuadamente y volverse inestables.
Aunque ya se sabía que el aumento del plegamiento de proteínas se produce con la progresión del envejecimiento, no se sabía si el equilibrio redox se ve afectado. Del mismo modo, no se sabía que la pérdida de poder oxidativo en la sala de emergencias también afecta el equilibrio enotro compartimento de la célula: a la inversa, es decir, el citosol reductor de proteínas se oxida más durante el envejecimiento, lo que conduce al daño conocido de la proteína oxidativa, como los causados por la liberación de radicales libres.
"Hasta ahora, no estaba completamente claro qué sucede en el retículo endoplásmico durante el proceso de envejecimiento. Ahora hemos logrado responder a esta pregunta", dice la doctora Janine Kirstein, primer autor del estudio, que ha sido publicado enEMBO Journal *. Al mismo tiempo, los científicos pudieron demostrar que existe una fuerte correlación entre la homoeostasis de las proteínas y el equilibrio redox. "Esto es absolutamente nuevo y nos ayuda a entender por qué las proteínas secretoras se vuelven inestables y pierden su función en la edad avanzada.y después del estrés. Esto puede explicar por qué la respuesta inmune disminuye a medida que envejecemos ", explica el biólogo más adelante.
El estrés tiene los mismos efectos que envejecimiento
Los investigadores también demostraron la disminución del medio oxidativo de la sala de emergencias después del estrés. Cuando sintetizaron fibrillas de proteína amiloide en la célula, que causan enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, Parkinson o Huntington, pusieron en marcha la misma cascada.esto, pudieron demostrar que los amiloides que se sintetizan en cierto tejido también tienen efectos negativos sobre el equilibrio redox en otro tejido dentro del mismo organismo. "El estrés proteico conduce a los mismos efectos que el envejecimiento", explica Kirstein.por lo tanto, no solo son interesantes con respecto al envejecimiento, sino también con respecto a enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer ".
Para sus experimentos, el equipo de investigadores utilizó nematodos, un sistema modelo establecido para investigar los procesos de envejecimiento a nivel molecular. Dado que el nematodo es transparente, los investigadores pudieron utilizar sensores basados en fluorescencia para medir la oxidación en elcompartimentos celulares individuales. Por lo tanto, fue posible rastrear con precisión en el nematodo vivo cómo cambia la condición redox con la edad avanzada. Además, se investigó la influencia de la agregación de proteínas en la homeostasis redox en células cultivadas de origen humano. Los datos fueron completamente consistentescon los del nematodo.
Usando los resultados para identificar nuevos biomarcadores de diagnóstico
"Obtuvimos mucha información, pero también aprendimos que el envejecimiento es mucho más complejo de lo que se suponía anteriormente", subraya el biólogo Kirstein. Así, por ejemplo, el mecanismo de la transducción de señales del estrés de plegamiento de proteínas al equilibrio redox -- tanto dentro de la célula de un compartimento a otro como también entre dos tejidos diferentes - permanece completamente confuso
Sin embargo, la investigación del envejecimiento ha dado un gran paso adelante como resultado de los hallazgos de Berlín, particularmente porque promete un beneficio práctico. El equilibrio redox puede servir como base para nuevos biomarcadores para diagnosticar procesos de envejecimiento y neurodegenerativos en elfuturo. Janine Kirstein: "El enfoque es menos probable que sea útil para fines terapéuticos en la actualidad, pero el desarrollo de herramientas de diagnóstico es ciertamente concebible".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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