Investigadores de Johns Hopkins Medicine informan que han identificado una vía bioquímica que vincula el estrés oxidativo y el aminoácido cisteína en la enfermedad de Huntington. Los hallazgos, descritos en la edición de la semana pasada de Actas de la Academia Nacional de Ciencias , proporcionan un mecanismo a través del cual el estrés oxidativo daña específicamente las células nerviosas en la enfermedad de Huntington, un trastorno neurodegenerativo hereditario y fatal.
Debido a que la deficiencia de cisteína y el estrés oxidativo se han relacionado con otras enfermedades, como la enfermedad de Alzheimer, la artritis, la enfermedad cardiovascular, el SIDA y el cáncer, los investigadores dicen que estos hallazgos pueden facilitar las estrategias terapéuticas para muchas afecciones graves.
Investigadores Juan Sbodio, Ph.D .; Solomon Snyder, MD, Ph.D., D.Sc .; y Bindu Paul, Ph.D., todos del Departamento de Solomon H. Snyder de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns HopkinsNeurociencia, dice que si bien hay muchas formas en que las células humanas regulan el estrés oxidativo, las que involucran a la cisteína desempeñan un papel central: "Si agota la cisteína, afectará a la mayoría de estas defensas antioxidantes", dice Paul.
Los experimentos anteriores de los investigadores en ratones, publicados en la edición de mayo de 2014 de Nature, mostraron que la proteína responsable de producir cisteína, cistationina gamma-liasa CSE, se agota en HD. Cuando los niveles de aminoácidos son bajos, las células normalesactivará CSE usando una proteína llamada factor de transcripción activador 4 ATF4. ATF4 reconoce las secuencias de ADN que codifican las proteínas involucradas en la síntesis de aminoácidos, incluido el CSE, y le dice a la célula que inicie la línea de producción de cisteína para la síntesis de proteínas y la generación deotras moléculas protectoras derivadas de la cisteína. Si bien las células deficientes en cisteína pueden usar vías alternativas por un corto tiempo, estas células finalmente se ven abrumadas por la oxidación y mueren..
Para caracterizar esta vía, los investigadores cultivaron células cerebrales de control sanas y células cerebrales derivadas de ratones con la enfermedad de Huntington en condiciones de baja cisteína. Descubrieron que si bien las células sanas aumentaron la actividad de ATF4 en condiciones de baja cisteína, no pudieron detectar ATF4en las células de ratones con la enfermedad de Huntington. Este efecto fue exclusivo de la cisteína: cuando los investigadores cultivaron células en condiciones de agotamiento de otros aminoácidos, los niveles de ATF4 fueron normales tanto en el control como en las células de Huntington ". Eso nos intrigó y nos preguntamos si estaban elevados.el estrés oxidativo afectaría la respuesta de ATF4 debido al papel de la cisteína en la defensa celular ", dice Paul.
Para probar esto, los investigadores indujeron el estrés oxidativo en las células sanas al exponerlas al peróxido de hidrógeno, un agente oxidante fuerte, y luego cortar el suministro de cisteína. En estas condiciones, la expresión de ATF4 en las células se redujo considerablemente.Cuando las células de Huntington se cultivaron en condiciones de deficiencia de cisteína pero se les dio un antioxidante, vitamina C, las células recuperaron su capacidad de crear ATF4 y producir su propia cisteína.
"Estos hallazgos implican un círculo vicioso donde los niveles bajos de cisteína causan estrés oxidativo, lo que conduce a una disminución de los niveles de cisteína, por lo tanto, crea más estrés oxidativo, lo que ralentiza aún más la producción de cisteína", dice Sbodio. Los estudios previos de los investigadores mostraron que suplementar la cisteína enLas dietas de los ratones que exhiben la enfermedad de Huntington retrasan la progresión de los síntomas de la enfermedad. El presente estudio revela los mecanismos a través de los cuales se regula la cisteína y cómo el estrés oxidativo afecta este sistema.
Paul y sus colegas señalan que los antioxidantes se han señalado durante mucho tiempo como beneficiosos para promover la salud, pero advierten que si bien los antioxidantes pueden mitigar los síntomas de la enfermedad en el laboratorio, se necesita mucha más información sobre el papel de la cisteína en el cuerpo antes de que los investigadores puedan confirmar su efecto terapéuticoDe hecho, los investigadores señalaron que suplementar con demasiada cisteína podría ser dañino. Paul dice que para algunas afecciones, puede haber beneficios, pero las personas deben "consultar siempre a su médico antes de comenzar cualquier suplemento. No queremos pacientesautomedicarse "
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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