El descubrimiento de un charco de orina de ratón parece un extraño momento científico "eureka".
Sin embargo, para un equipo de investigadores, eso es exactamente lo que llevó a un nuevo descubrimiento.
Los hallazgos de los investigadores pueden mejorar la comprensión de cómo nuestros cuerpos equilibran el contenido de agua: del 50 al 60 por ciento de nuestro peso. También puede conducir a una mejor comprensión de las enfermedades relacionadas con las hormonas y puede causar afecciones que van desde la diabetes hasta la obesidad.
A partir de ese parche de arena de jaula anormalmente húmeda, los investigadores rastrearon la causa hasta las células nerviosas diminutas en las glándulas pituitarias de sus ratones de investigación.
Las pistas y los experimentos los llevaron a los pliegues del retículo endoplásmico o ER, como se le llama, una estructura microscópica dentro de cada célula.
La sala de emergencias es la última parada para muchos artículos que las células envían al mundo. Si una célula de la glándula pituitaria es una fábrica de hormonas, entonces la sala de emergencias es tanto el departamento de control de calidad como el departamento de empaque y envío de esas hormonas.
El descubrimiento del equipo muestra que la máquina de control de calidad de la sala de emergencias hace más que simplemente evitar que la celda envíe productos mal fabricados, destruyendo los productos defectuosos antes de que causen daños. Además, muestran que la maquinaria de la sala de emergencias proporciona un espacio seguro para elcelda para dar los toques finales a sus productos, evitando que los malos se agrupen junto con los buenos.
muestran que si este espacio seguro falla, la hormona conocida como vasopresina no puede hacer un trabajo clave: ayudar al cuerpo a equilibrar sus niveles de agua recuperando el agua de la orina.
¿Qué se podría ver en un ratón que deja pasar demasiada agua en su orina? Quizás una jaula de ratón inusualmente húmeda.
El profesor de fisiología de la Universidad de Michigan, Ling Qi, Ph.D., explica que los hallazgos, publicados en el Revista de Investigación Clínica , ilustran una nueva función para un proceso llamado degradación asociada al retículo endoplásmico o ERAD.
"Sabemos que los eventos críticos que regulan los niveles hormonales en el cuerpo ocurren en la sala de emergencias", dice. "Demostramos que la maquinaria del proceso ERAD controla el nivel de hormonas liberadas de las células y, por lo tanto, controla el equilibrio hídrico sistémico".
Un nuevo rol para ERAD
ERAD ya sabía que desempeñaba un papel clave en la identificación de productos mal hechos, como proteínas mal plegadas, y en descomponerlos antes de que puedan abandonar la célula.
De hecho, muchas enfermedades genéticas pueden ser el resultado de abrumar la maquinaria ERAD con demasiadas proteínas mutadas y mal plegadas. Incluso durante la producción normal de proteínas, se hacen algunas copias malas y se pliegan de manera inapropiada. UM ha iniciado una Iniciativa de Enfermedad Plegable de Proteínas para estudiartodos estos problemas
Pero el equipo de Qi, becarios posdoctorales Guojun Shi, Ph.D., y Geun Hyang Kim, Ph.D., y la estudiante de pregrado Diane Somlo, ahora estudiante de medicina de la Universidad de Yale, y colegas de todo el mundo, muestran queERAD puede hacer más.
Su estudio se centra en proAVP, una "prohormona" o el precursor de la hormona llamada arginina-vasopresina, o también a veces llamada vasopresina u hormona antidiurética.
En realidad, se habían propuesto estudiar qué papel juega otra molécula, llamada Sel1L, en los organismos vivos. No esperaban que Sel1L fuera importante para el equilibrio hídrico y la capacidad de proAVP de abandonar las células. Entonces, produjeron un ratón equipado conun mecanismo genético sensible a las drogas que les permitió apagar la producción de Sel1L.
Cuando detuvieron la producción de Sel1L, los ratones comenzaron a beber mucha más agua y a producir orina acuosa, reflejando los síntomas observados en personas con un trastorno hormonal raro conocido como diabetes insípida.
Se sabe que la enfermedad humana, que ocurre en aproximadamente 1 de cada 25,000 personas, es causada por la falta de vasopresina o la disminución de la capacidad de los riñones para responder a ella.
A través de una minuciosa investigación, el equipo demostró que cuando ERAD no ocurría normalmente, las moléculas de proAVP mal plegadas no se despejaban y formaban agregados o aglomeraciones con moléculas de proAVP normales. Eso significaba que la hormona normal no podía llegar a dondetenía que irse.
"Lo que es realmente fascinante es que ERAD parece controlar la secreción de AVP degradando las proteínas mal plegadas y permitiendo que las buenas se vayan", dice Qi. "Sin ERAD, las malas se unen a las buenas que luego permanecen en la EREsto sugiere que la diabetes insípida central puede desarrollarse debido a problemas con el control de calidad en la sala de emergencias ".
Los investigadores sospechan que el nivel de agua en el cuerpo puede incluso actuar como un circuito de retroalimentación para desencadenar la producción de más máquinas ERAD. Pero si la maquinaria ERAD se rompe, esa prohormona adicional podría engrosar aún más el trabajo.
Tomados en conjunto, los hallazgos sugieren que los esfuerzos para aumentar la función ERAD podrían ayudar a que el plegado y envío normal de prohormonas sea más fluido.
Tal vez se pueda encontrar medicamentos dirigidos para lograr esto, dice Qi, aunque eso podría estar a años de distancia.
"El plegamiento de proteínas es crítico en la patogénesis de muchas enfermedades", dice. "Esto muestra lo importante que es el proceso ERAD en ese proceso. Si la respuesta al estrés de ER es una alarma de incendio, ERAD son los bomberos apagando los incendios y previniendoellos se extiendan a la casa de al lado "
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Materiales proporcionados por Medicina de Michigan - Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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