Al igual que un equipo de respuesta a emergencias llamado a la acción para salvar vidas, las proteínas de respuesta al estrés en el corazón se activan durante un ataque cardíaco para ayudar a prevenir la muerte celular. Como parte de este proceso, los investigadores de la Facultad de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple muestranPor primera vez, una de estas proteínas especializadas de respuesta a emergencias, conocida como MCUB, disminuye temporalmente los niveles nocivos de transporte de calcio a las mitocondrias, las baterías de las células generadoras de energía.
La nueva investigación, publicada en línea el 19 de septiembre en la revista circulación identifica MCUB como un nuevo objetivo prometedor para la investigación y el tratamiento de afecciones que presentan sobrecarga de calcio y muerte celular, afecciones que incluyen insuficiencia cardíaca, ataque cardíaco, accidente cerebrovascular y neurodegeneración.
"MCUB ajusta la absorción de calcio por las mitocondrias en el tejido cardíaco lesionado, en un intento por limitar la sobrecarga de calcio, que es un factor importante para la muerte celular, particularmente después de un ataque cardíaco", explicó John W. Elrod, PhD, Profesor Asociadoen el Centro de Medicina Traslacional de la Facultad de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple e investigador principal del nuevo estudio.
La homeostasis del calcio es vital para una serie de actividades celulares cotidianas y está regulada principalmente por las mitocondrias. Para que el calcio ingrese a las mitocondrias, pasa a través de un canal conocido como uniportador de calcio mitocondrial MCU, que reside en el interiormembrana mitocondrial donde estimula la producción de ATP, la moneda energética de la célula. La cantidad de calcio que absorben las mitocondrias está regulada por varios componentes de este canal. Mientras que MCUB se parece mucho a la subunidad formadora de poros, MCU, su papel preciso en el calciola regulación es en gran medida desconocida, particularmente en el contexto de la enfermedad.
El equipo del Dr. Elrod descubrió que la eliminación del gen MCUB en las células produce un cambio en las proteínas que conforman el canal de calcio y que son esenciales para controlar si el canal está activado o desactivado. Dado que estas alteraciones son inducidas por el estrés,Como la lesión de las células cardíacas, los investigadores investigaron a continuación el papel de MCUB después del ataque cardíaco en ratones. En los ratones que sufrieron un ataque cardíaco, el equipo de investigación observó elevaciones significativas en la expresión del gen MCUB y disminuciones en MCU y el guardián del canal, MICU1.Cuando se expresó genéticamente antes de inducir un ataque cardíaco en ratones, MCUB alteró el canal para reducir la sobrecarga de calcio en el corazón lesionado, lo que finalmente redujo la lesión del tejido.
El equipo del Dr. Elrod también descubrió que, si bien puede mejorar la supervivencia celular después de una lesión cardíaca, el aumento de la actividad de MCUB se produce a expensas de la producción de energía mitocondrial. "La inducción de MCUB es un cambio compensatorio", explicó el Dr. Elrod. Al igual que una emergenciarespondiendo, MCUB se mueve e intenta reducir la muerte celular y ayudar a la supervivencia celular; sin embargo, la reducción en la absorción de calcio mitocondrial también es inadaptada y limita la capacidad de la célula para aumentar la energía durante el estrés.
"MCUB nos presenta un nuevo objetivo molecular para la investigación", dijo el Dr. Elrod. "Es único porque altera la estequiometría del canal y, por lo tanto, presenta un nuevo mecanismo que puede ser enmendado para la manipulación terapéutica. Creemos que la modulaciónMCUB puede permitirnos reducir la absorción de calcio mitocondrial sin inhibir por completo toda función energética ".
Se espera que los estudios de seguimiento que definan los sitios exactos de interacción molecular proporcionen información adicional sobre cómo abordar la sobrecarga de calcio mitocondrial en la enfermedad cardíaca.
Otros investigadores que contribuyen al nuevo estudio incluyen Jonathan P. Lambert, Timothy S. Luongo, Dhanendra Tomar, Pooja Jadiya, Erhe Gao, Xueqian Zhang, Anna Maria Lucchese, Devin W. Kolmetzky y Neil S. Shah en el Centro paraMedicina Traslacional, Facultad de Medicina Lewis Katz, Universidad de Temple.
La investigación fue apoyada en parte por los Institutos Nacionales de Salud otorga R01HL142271, R01HL136954, R01HL123966 y P01HL134608-sub-5483.
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Materiales proporcionados por Sistema de salud de la Universidad de Temple . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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