El código de lípidos
Nuevas herramientas químicas pueden controlar la concentración de lípidos en las células vivas
Los lípidos, o grasas, tienen muchas funciones en nuestro cuerpo: Forman barreras de membrana, almacenan energía o actúan como mensajeros, que regulan el crecimiento celular y la liberación de hormonas. Muchos de ellos también son biomarcadores de enfermedades graves. Hasta ahora, ha sido muy difícil analizar las funciones de estas moléculas en las células vivas. Los investigadores del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética (MPI-CBG) de Dresde y del Instituto de Investigación Leibniz de Farmacología Molecular (FMP) de Berlín han desarrollado ahora herramientas químicas que pueden ser activadas por la luz y utilizadas para influir en la concentración de lípidos en las células vivas. Este enfoque podría permitir a los médicos trabajar con bioquímicos para identificar lo que las moléculas dentro de una célula realmente hacen. El estudio fue publicado en la revista PNAS.
Schumacher et al. / MPI-CBG
Cada célula puede crear miles de lípidos (grasas) diferentes. Sin embargo, se sabe poco cómo esta diversidad química de lípidos contribuye al transporte de mensajes dentro de la célula, en otras palabras, el código lipídico de la célula es todavía desconocido. Esto se debe principalmente a la falta de métodos para estudiar cuantitativamente la función de los lípidos en las células vivas. Es muy importante comprender cómo funcionan los lípidos porque controlan la función de las proteínas en toda la célula y participan en el transporte de sustancias importantes a la célula a través de la membrana celular. En este proceso es fascinante que sólo un número limitado de clases de lípidos en el interior de la membrana celular actúen como moléculas mensajeras, pero reciben mensajes de miles de proteínas receptoras diferentes. Aún no está claro cómo esta abundancia de mensajes puede ser fácilmente reconocida y transmitida.
Los grupos de investigación dirigidos por André Nadler en el MPI-CBG y Alexander Walter en el FMP, en colaboración con la Universidad Técnica de Dresde, han desarrollado herramientas químicas para controlar la concentración de lípidos en las células vivas. Estas herramientas pueden ser activadas por la luz. Milena Schuhmacher, la autora principal del estudio, explica: "Los lípidos no son en realidad estructuras moleculares individuales, pero difieren en pequeños detalles químicos. Por ejemplo, algunos tienen cadenas de ácidos grasos más largas y otros ligeramente más cortas. Utilizando sofisticados microscopios en células vivas y enfoques de modelización matemática, pudimos demostrar que las células son realmente capaces de reconocer estos pequeños cambios a través de proteínas efectoras especiales y, por lo tanto, posiblemente las utilizan para transmitir información. Era importante que fuéramos capaces de controlar exactamente cuánto de cada lípido individual estaba involucrado". André Nadler, que supervisó el estudio, añade: "Estos resultados indican la existencia de un código lipídico que las células utilizan para recodificar la información, detectado en el exterior de la célula, en el interior de la misma."
Los resultados del estudio podrían permitir a los biofísicos de membrana y a los bioquímicos de lípidos verificar sus resultados con datos cuantitativos de las células vivas. André Nadler añade: "Los clínicos también podrían beneficiarse de nuestro nuevo método desarrollado. En enfermedades como la diabetes y la hipertensión, se encuentran más lípidos que actúan como biomarcadores en la sangre. Esto se puede visualizar con un perfil de lípidos. Con la ayuda de nuestro método, los médicos ahora podrían ver exactamente lo que los lípidos están haciendo en el cuerpo. Eso no era posible antes".
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Publicación original
Milena Schuhmacher, Andreas T. Grasskamp, Pavel Barahtjan, Nicolai Wagner, Benoit Lombardot, Jan S. Schuhmacher, Pia Sala, Annett Lohmann, Ian Henry, Andrej Shevchenko, Ünal Coskun, Alexander M. Walter, André Nadler “Live cell lipid biochemistry reveals a role of diacylglycerol side chain composition for cellular lipid dynamics and protein affinities” PNAS, 25. März 2020
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