Todo el mundo conoce la sensación de ardor en las piernas al descender por una pendiente pronunciada durante mucho tiempo. Es causada por microrupturas en la membrana celular de nuestras fibras musculares. Estos agujeros en las envolturas celulares deben cerrarse lo antes posible de lo contrariolas células musculares morirán. Los investigadores del KIT pudieron observar este proceso de reparación mediante microscopía en tiempo real de alta resolución. Solo toma unos segundos hasta que las proteínas del interior de la célula lesionada formen un parche de reparación que finalmente cierra el agujeroLos investigadores del KIT ahora demostraron que las células carroñeras que se mueven dentro del músculo prácticamente realizan una nanocirugía para eliminar este parche de reparación más tarde y restaurar la estructura normal de la membrana celular.
Las células de nuestros músculos esqueléticos tienen mecanismos efectivos para la reparación de rupturas en sus membranas celulares. Estas rupturas se deben al estrés mecánico al que exponemos nuestros músculos incluso cuando hacemos ejercicios saludables. La membrana celular es una barrera importante que es esencialpara el funcionamiento adecuado y la supervivencia de las células. Si esta barrera se derrumba y no se puede reparar rápidamente, la célula muscular morirá, lo que provocará una pérdida de masa muscular. Las personas cuyas proteínas reparadoras, por ejemplo, la disferlina, no funcionan adecuadamente desarrollan atrofia de los músculosque conduce a la discapacidad más severa y muerte prematura.
En un proyecto de cooperación interdisciplinaria de los equipos de investigación del KIT dirigido por Uwe Strähle y Gerd Ulrich Nienhaus, los estudiantes de doctorado Volker Middel y Lu Zhuo desarrollaron nuevas técnicas para observar procesos de reparación de membranas con resolución ultra alta en tiempo real en células humanas y encélulas musculares de embriones de pez cebra. Probaron que el parche de reparación que se ensambla a partir de proteínas de reparación, como la disferlina o anexinas, también acumuló el lípido fosfatidilserina. La fosfatidilserina es un aperitivo conocido para las células carroñeras, los llamados macrófagos.
Los investigadores del KIT presentaron una película que muestra cómo los macrófagos se adhieren al parche de reparación y se lo comen. Solo después de que se quitó el parche, la envoltura celular se restableció por completo. Por lo tanto, la reparación de la membrana en las fibras musculares requiere, además de la formación de parches de reparación en la célula lesionada, la ayuda de los macrófagos que deambulan dentro del músculo. Los investigadores demostraron además que una secuencia de aminoácidos corta en la proteína de reparación de disferlina es responsable del transporte de fosfatidilserina. Es notable quehay pacientes con miopatía que tienen un defecto precisamente en esta secuencia de la proteína disferlina. Por lo tanto, los nuevos hallazgos pueden contribuir al desarrollo de terapias contra la atrofia muscular.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruhe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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