La deficiencia de oxígeno vuelve a conectar las mitocondrias
Los investigadores desaceleran el crecimiento de las células tumorales del páncreas
Las mitocondrias queman oxígeno y proporcionan energía al cuerpo. Las células que carecen de oxígeno o nutrientes tienen que cambiar su suministro de energía rápidamente para poder seguir creciendo. En un estudio publicado en Nature, científicos del Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento han demostrado que las mitocondrias se reprograman bajo el oxígeno y los nutrientes agotados. Los tumores del páncreas también pueden utilizar este mecanismo de reprogramación para seguir creciendo a pesar de la reducción de los niveles de nutrientes y oxígeno. Los investigadores creen que las proteínas en esta vía de señalización recientemente descubierta podrían ser un buen blanco para las terapias contra el cáncer de páncreas, para el cual actualmente no hay ningún medicamento disponible.
Las mitocondrias forman grandes redes en la célula. Cuando las células carecen de oxígeno, esta red se fragmenta, las mitocondrias se reducen y se reprograman. (núcleo celular (azul), mitocondria (rosa), ADN (verde)).
© MPI f. Biologie des Alterns/ Thomas MacVicar
Las células se adaptan a la deficiencia de oxígeno cambiando su suministro de energía a la glicólisis, en la que el azúcar se fermenta sin oxígeno. Esto puede ser necesario en la vejez, por ejemplo, ya que las células del cuerpo a menudo reciben menos oxígeno y nutrientes. Además, las células cancerosas pueden enfrentarse a este problema, ya que algunos tumores tienen un suministro sanguíneo deficiente y, por lo tanto, llegan muy poco oxígeno y nutrientes a las células.
"Desde hace algún tiempo se sabe que las células reducen el número de mitocondrias cuando carecen de oxígeno y pasan a la glicólisis. Ahora hemos descubierto que las mitocondrias restantes se reprograman adicionalmente para cumplir con los nuevos requisitos", explica el director de Max Planck, Thomas Langer.
Conmutación con temporizador incorporado
Esto ocurre a través de una vía de señalización recientemente descubierta en la célula: una proteasa en la membrana de las mitocondrias se activa durante la conversión a la glicólisis y luego descompone varias proteínas en los orgánulos. Como resultado, no se pueden formar nuevas mitocondrias y las mitocondrias restantes cambian su metabolismo. Este proceso finalmente se detiene por sí solo, ya que la proteasa comienza a degradarse a una alta actividad. "Esta vía de señalización no sólo tiene un temporizador incorporado, sino que también permite una respuesta muy rápida a la deficiencia de oxígeno", dijo Langer.
Reducción del crecimiento de las células tumorales
Los investigadores examinaron las células cancerosas provenientes de pacientes con tumores pancreáticos. Estos tumores crecen con deficiencia de oxígeno y son muy agresivos. Los científicos lograron reducir el crecimiento tumoral mediante la desconexión de la vía de señalización en las mitocondrias. Esto se observó en células cancerosas de la placa de Petri, así como en tumores pancreáticos en ratones. "Actualmente no hay ningún tratamiento disponible para el cáncer de páncreas. Creo que esta proteasa puede ser una diana terapéutica muy interesante porque hemos visto que la vía de señalización también es activa en pacientes humanos con cáncer de páncreas", explica Langer. "Sin embargo, no hay sustancias conocidas que tengan un efecto sobre la proteasa."
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Publicación original
Thomas MacVicar, Yohsuke Ohba, Hendrik Nolte, Fiona Carola Mayer, Takashi Tatsuta, Hans-Georg Sprenger, Barbara Lindner, Yue Zhao, Jiahui Li, Christiane Bruns, Marcus Krüger, Markus Habich, Jan Riemer, Robin Schwarzer, Manolis Pasparakis, Sinika Henschke, Jens C. Brüning, Nicola Zamboni, Thomas Langer; "Lipid signalling drives proteolytic rewiring of mitochondria by YME1L"; Nature; 6. November 2019
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