Los científicos de la Universidad de Rice han resuelto un misterio de larga data sobre dónde almacena y utiliza el cuerpo el factor VIII de coagulación de la sangre, una proteína que alrededor del 80 por ciento de los hemofílicos no pueden producir debido a defectos genéticos.
Durante años, la doctrina médica convencional fue que el factor VIII se producía en el hígado, pero los estudios de los últimos 10 años mostraron que se producía en las células endoteliales, las células que recubren las paredes de los vasos sanguíneos, en el hígado, el corazón, intestinos y otros órganos. El nuevo estudio, que está disponible en línea en la revista PLOS ONE , ofrece las primeras imágenes claras de dónde se almacena el factor VIII dentro de esas células. Los investigadores encontraron que la proteína se almacena y secreta a partir de un orgánulo especializado dentro de las células que también se sabe que almacena y despliega otra proteína importante de coagulación de la sangre llamada "factor von Willebrand "o VWF.
La hemofilia A, un trastorno hemorrágico que afecta a casi uno de cada 5,000 hombres, es causada por defectos genéticos que eliminan o reducen la capacidad de una persona para producir factor VIII. La proteína es una de las varias que se requieren para una coagulación sanguínea eficaz; sin ella,los pacientes pueden sufrir hemorragias prolongadas y la muerte incluso por cortes menores.
"Se han logrado grandes avances clínicos en los últimos 50 años a pesar de nuestra falta de comprensión de dónde se produce y almacena el factor VIII", dijo el coautor del estudio, el Dr. Joel Moake, hematólogo con nombramientos en el Departamento de Bioingeniería de Rice.y en el Baylor College of Medicine en el Texas Medical Center. "Comprender cómo el cuerpo produce, almacena y distribuye la proteína será cada vez más importante en el futuro a medida que los médicos busquen desarrollar terapias genéticas que puedan liberar a los pacientes de la dependencia de las inyecciones regulares de factor.VIII. "
La hemofilia es causada por defectos genéticos recesivos en el cromosoma X, lo que significa que los hombres generalmente sufren de hemofilia y las mujeres generalmente actúan como portadoras. La hemofilia A, la forma más común de la enfermedad, representa alrededor del 80 por ciento de los casos conocidos.La hemofilia B, la forma menos común, es causada por defectos en el factor de coagulación IX; se sabe que el trastorno ha afectado a los descendientes de la reina Victoria.
El factor VIII es un componente prominente de una variedad de proteínas especializadas involucradas en la regulación de los coágulos. Algunas de estas señales indican dónde ocurren las heridas, otras atraen las células que inician los coágulos llamadas plaquetas y muchas actúan solo para disolver los coágulos o destruir sus parientes formadores de coágulosEl factor VIII, una proteína de señalización, es una de varias que actúan en conjunto para producir una "cascada" de señalización, un proceso de amplificación que permite que el cuerpo transforme rápidamente una señal débil de un corte diminuto en una llamada de clarín a una acción rápida.
El factor VIII se identificó en la década de 1950 y los médicos lo han utilizado para tratar a los pacientes durante décadas, tanto aislándolo de la sangre donada como produciéndolo mediante biotecnología. Hoy en día, muchos hemofílicos viven libres de síntomas gracias a las inyecciones regulares de factorVIII.
La investigación del factor VIII en el laboratorio de Moake en Rice's BioScience Research Collaborative comenzó a principios de 2014 con base en una corazonada de la autora principal Nancy Turner. Turner, una bioquímica investigadora, se especializa en el estudio de células endoteliales. Aunque todas las células endoteliales son similares, elEl cuerpo humano produce más de una docena de variedades. Cada órgano tiene sus propios tipos especiales de células endoteliales, y Turner se ha familiarizado íntimamente con varias de ellas durante los últimos 25 años.
"Las células endoteliales son los controladores de entrada para el sistema sanguíneo y, para mí, producen todas las proteínas emocionantes", dijo. "Están justo en la superficie junto a la sangre e interactúan constantemente con el plasma.Al igual que las células circulantes, producen sus propias proteínas defensivas para combatir las infecciones ".
Aunque Turner no había estudiado previamente el factor VIII, había realizado extensos experimentos con el FvW, que se produce en células endoteliales y se almacena en orgánulos especializados llamados "cuerpos de Weibel-Palade". El FvW y el factor VIII a menudo se unen entre sí.
Basado en su trabajo anterior, Turner estaba intrigada por un par de estudios de 2014 que examinaron el factor VIII en células endoteliales de ratón y encontraron que el factor VIII se producía en las células endoteliales dentro del hígado y no en las células del hígado.
"No llegaron a decir que el factor VIII estaba almacenado en las células endoteliales, pero sugirieron la posibilidad", dijo. "Uno de los artículos era muy elegante y me gustó mucho, pero dejó en claro que realmenteme molestó."
El estudio explicó que el factor VIII se había encontrado en media docena de tipos de células endoteliales, pero nunca en "células endoteliales de la vena umbilical humana" o HUVEC pronunciado: HUE-vecks.
"Las HUVEC son las células endoteliales humanas genéricas que los investigadores biológicos usan la primera vez que hacen algo", dijo Turner. "Son baratas. Son fáciles de trabajar y han sido el modelo para el endoteliocélulas durante, no sé, al menos 50 años.
"Hasta ahora, todo lo que he observado en las células endoteliales ha sido consistente. Los diferentes tipos pueden tener diferentes cantidades de algo, pero son muy similares. No ha habido nada que sea completamente diferente de un tipoa otro. Todavía no.
"Entonces pensé, 'Está bien, está bien. Ya estoy haciendo experimentos de expresión genética, también podría arrojar factor VIII allí y ver".
Los experimentos que estaba realizando involucraban tanto HUVEC, el tipo de célula endotelial que se encuentra en las venas grandes, como "células endoteliales microvasculares glomerulares", o GMVEC pronunciado: JIM-vecks, que se encuentran en los capilares más pequeños del riñón.Turner estaba realizando un análisis extenso para ver cómo difería la producción de proteínas en las dos variedades.
Ella le dijo a Moake que quería incluir el gen del factor VIII en su estudio actual, y él fue cauteloso y alentador porque muchos otros investigadores lo habían intentado durante décadas y no habían encontrado el factor VIII en las HUVEC. Él también creía que Turner era lo suficientemente inteligentetriunfar donde otros habían fracasado.
Turner examinó las células en busca de ARN mensajero del factor VIII y descubrió que estaba presente, lo que significaba que era posible que las células estuvieran produciendo la proteína. A continuación, ordenó un anticuerpo específico diseñado para detectar el factor VIII. El anticuerpo contenía uncolorante que se mostraría claramente bajo un microscopio si el anticuerpo detectara algún factor VIII.
"Hice el experimento y miré, y no solo estaba allí, sino que era brillante, fácil de ver y funcionó perfectamente la primera vez", dijo Turner. "Pensé, '¿Qué ha estado haciendo la gente durante 20o 30 años? ¿Por qué no pudieron ver esto? 'Y luego pensé,' Esto fue demasiado fácil. Nadie me va a creer '".
De hecho, el éxito inicial fue tan inesperado que Turner al principio dudó de sí misma e inmediatamente se dispuso a ejecutar controles para descartar errores. ¿Los anticuerpos estaban interfiriendo entre sí? ¿Había alguna contaminación? ¿El microscopio funcionaba correctamente? ¿Podría la lecturaser un falso positivo, un resultado inadvertido de otra reacción que no esperaba?
"No. 1, tuve que convencerme a mí misma", dijo. "Siempre soy escéptica si algo es demasiado fácil. He revisado muchos, muchos artículos y siempre puedo encontrar lo que la gente hace mal".
Una vez que se convenció a sí misma, ella y Moake tuvieron que convencer a los árbitros del artículo. Como esperaba, se mostraron escépticos. Dijo que la mayor parte del trabajo durante el año pasado implicó realizar una serie de controles para eliminar cualquier duda sobreAl final, la investigación confirmó que el factor VIII se produjo tanto en las HUVEC como en las GMVEC. Además, Turner descubrió que el factor VIII, como el VWF, se almacena y se secreta a partir de los cuerpos de Weibel-Palade.
Moake dijo que el descubrimiento tiene claras implicaciones para cualquier tratamiento futuro que tenga como objetivo reparar los defectos genéticos en pacientes con hemofilia A.
"Ahora que reconocemos que el factor VIII normalmente se sintetiza en las células endoteliales y se almacena en los cuerpos de Weibel-Palade, esos se convierten en los objetivos fisiológicos precisos y más efectivos para la entrega de genes", dijo Moake.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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