Un investigador de biotecnología de la Universidad Estatal de Montana formó parte de un equipo internacional que descubrió recientemente un mecanismo interno que puede proteger a las células humanas del daño oxidativo. El descubrimiento podría conducir a avances en la comprensión de muchos problemas asociados con el envejecimiento y algunas enfermedades crónicas.
Ed Schmidt, profesor del Departamento de Microbiología e Inmunología de las facultades de Agricultura y Letras y Ciencia de MSU, trabajó con equipos de investigación de Hungría, Suecia y Japón en el proyecto, publicado a principios de este mes en la revista Avances científicos . El mecanismo, dijo Schmidt, es una herramienta previamente desconocida que las células pueden usar para proteger sus proteínas de daños irreversibles por procesos celulares llamados reacciones redox, que son comunes y necesarias pero que, en exceso, pueden causar daños extensos.
"Las reacciones redox son cualquier reacción en la que mueves electrones de una molécula a otra", dijo Schmidt. "Casi todo lo que sucede en nuestras células, química y energéticamente, implica la transferencia de electrones. Pero es crítico que estos seanmantenido en equilibrio. Nuestras células invierten una enorme cantidad de esfuerzo y maquinaria para mantener el equilibrio redox correcto ".
El descubrimiento realizado por el equipo de Schmidt se enfoca en los átomos de azufre como parte de las moléculas de proteínas dentro de las células. Cuando las células están expuestas a factores estresantes externos, de los alimentos que los humanos comen, químicos a los que están expuestas las células o cualquier otra fuenteel estrés puede dañar partes de las proteínas. Anteriormente se pensaba que las células no tenían forma de revertir esa oxidación, sino que confiaban en hacer nuevas proteínas para reemplazar las dañadas. Sin embargo, dijo Schmidt, parece que nuestras células a veces pueden protegerse a sí mismas.agregando un átomo de azufre adicional a los azufres existentes en ciertas moléculas de proteína. Luego, cuando la célula está expuesta al estrés, solo ese azufre adicional se daña y puede ser escindido por la célula, dejando atrás una proteína entera y sin daños.
"Sospechamos que una vez que comienza la exposición, es demasiado tarde para que la célula haga esto", dijo Schmidt. "Creemos que las células ya tienen un subconjunto de proteínas en este estado con átomos de azufre adicionales, lo que las hace probablemente inactivas, perotipo de reserva. Estas proteínas en reserva se dañan, pero pueden repararse y permitir que la célula comience la recuperación para producir nuevas proteínas ".
El daño oxidativo extremo puede causar mutaciones en el ADN, dijo Schmidt. Cuando esas mutaciones se acumulan, hay alguna evidencia que apunta a un mayor riesgo de cáncer, enfermedades inflamatorias y enfermedades como la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer y la diabetes. Este nuevo descubrimiento puede ayudarconducen a avances futuros en la medicina al ayudar a predecir o incluso mitigar esos problemas de salud, si las células humanas pueden utilizar este mecanismo de manera más eficiente, dijo Schmidt, y agregó que incluso hay aplicaciones potenciales para procedimientos médicos como los trasplantes de órganos.
"Durante los trasplantes, el órgano atraviesa un período en el que no tiene oxígeno ni flujo sanguíneo, pero una vez que se trasplanta, recibe un torrente de sangre oxigenada que causa una explosión de estrés oxidativo", dijo Schmidt ".Ahora que estamos comenzando a comprender estos mecanismos, tal vez podamos hacer algo más sofisticado para permitir que las células en un órgano trasplantado se preparen y se protejan ".
El equipo de investigación de Schmidt, que también forma parte de la Estación Experimental Agrícola de Montana, trabajó con otros cuatro equipos que aportaron experiencia en química biológica de azufre, biología redox, biología celular y señalización celular de todo el mundo. Próximos pasos en esta investigación,Schmidt dijo, incluir investigar exactamente cómo las células logran agregar esas moléculas adicionales de azufre y cómo se regula ese proceso.
"Es posible que al comprender más este sistema, podamos avanzar", dijo Schmidt. "Comprender algunos de estos mecanismos nos permite llegar a nuevas ideas".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Montana . Original escrito por Reagan Colyer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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