El producto de la descomposición de la sangre se apropia de una importante enzima
La inesperada interacción entre la proteína APC y el hemo descubrió
La hemoglobina en los glóbulos rojos asegura que las células de nuestro cuerpo reciban suficiente oxígeno. Cuando el pigmento de la sangre se descompone, se produce "heme", que a su vez puede influir en el cóctel de proteínas de la sangre. Investigadores de la Universidad de Bonn han descubierto en un complejo trabajo detectivesco que la "proteína C activada" (APC) puede ser requisada por el heme. Al mismo tiempo, la APC también puede reducir el efecto tóxico del heme. Perspectivamente, los hallazgos pueden proporcionar la base para un mejor diagnóstico y enfoques terapéuticos de las enfermedades de la sangre. El estudio ha sido publicado en línea de antemano en la revista "Antioxidantes y Señalización de Redox".
Prof. Dr. Diana Imhof (izquierda) y Marie-Thérèse Hopp del Instituto Farmacéutico de la Universidad de Bonn, junto al modelo de homología del APC con los sitios de unión al heme (verde).
(c) Barbara Frommann/Uni Bonn
"La sangre es un jugo de tipo muy especial", es lo que Johann Wolfgang von Goethe hizo decir a su Mefistófeles. La hemoglobina le da a la sangre su color rojo y asegura que los eritrocitos (glóbulos rojos) puedan unirse al oxígeno para respirar. Esto es manejado por la molécula de hemoglobina "heme", que es un complejo compuesto por un ión central de hierro y una molécula de porfirina. "La descomposición de los eritrocitos da como resultado un conjunto de los llamados lábiles, heme reguladores", explica la Prof. Dra. Diana Imhof del Instituto Farmacéutico de la Universidad de Bonn. Como puede ejercer efectos tóxicos en altas concentraciones, el cuerpo trata de mantener la cantidad de heme bajo control.
Se sabe desde hace tiempo que este "lábil y regulador heme" afecta la función de las biomoléculas. El equipo que rodea a Diana Imhof ha descubierto ahora en un meticuloso trabajo detectivesco cuál de las muchas proteínas de la sangre está particularmente bajo el control del heme. "En los últimos años, nuestro grupo de investigación ha establecido una gran base de datos de péptidos modelo", informa Imhof. Los péptidos son "fragmentos" de proteínas individuales a partir de los cuales se construyen las a veces enormes y complejas estructuras. En lugar de estudiar las moléculas gigantes, las proteínas, en su totalidad, los investigadores primero tomaron un atajo con los fragmentos.
Los investigadores buscaron como perfiladores a los "sospechosos"
Los farmacéuticos de la Universidad de Bonn procedieron de manera similar a los perfiladores de los thrillers, que sacan conclusiones sobre el comportamiento del autor a partir de las huellas de la escena del crimen, las pruebas circunstanciales y el tipo de delito. Los investigadores usaron un algoritmo para buscar sistemáticamente en la base de datos fragmentos de proteínas que pudieran interactuar potencialmente con el hemo. Usando estos datos, pudieron concluir que la "proteína C activada" (APC) es un candidato particular para la unión del heme. Esta enzima es conocida por su efecto anticoagulante y disolvente de coágulos, pero también puede asumir tareas de protección celular y antiinflamatorias.
"Hasta ahora se desconoce el impacto del heme en la función del APC", dice la colega de Imhof y autora principal del estudio, Marie-Thérèse Hopp. Los investigadores investigaron la asociación con compuestos puros en el tubo de ensayo y utilizando muestras de plasma sanguíneo proporcionadas por el Instituto de Hematología Experimental y Medicina Transfusional del Hospital Universitario de Bonn. Allí, el Prof. Dr. Bernd Pötzsch y el Dr. Nasim Shahidi Hamedani también apoyaron a los farmacéuticos con conocimientos técnicos, muestras de APC, sistemas de prueba y acceso a dispositivos específicos. "Demostramos que la actividad enzimática y anticoagulante del APC se reduce en presencia del heme", informa Hopp. Por ejemplo, si hay muy poco APC o su actividad está restringida, el riesgo de que se forme un coágulo en el torrente sanguíneo aumenta, causando así una trombosis, un ataque al corazón o un derrame cerebral. De hecho, las enfermedades con una mayor incidencia de hemo lábil (enfermedades hemolíticas), como la anemia drepanocítica, suelen estar asociadas con complicaciones trombóticas.
Mayor alcance del que se suponía anteriormente
"Por esta razón, la influencia del hemo en la enzima APC es más significativa de lo que probablemente se ha sospechado hasta ahora", dice Imhof. Además, el equipo descubrió que el APC podría proteger las células de la pared interna de los vasos sanguíneos como un guardaespaldas contra el efecto citotóxico del heme. Los investigadores cultivaron células endoteliales humanas y las expusieron al heme. Si el APC estaba presente al mismo tiempo, el efecto tóxico del heme en las células fue suprimido.
"Estamos convencidos de que esta interacción entre el APC y el hemo es significativa, porque muchas otras proteínas sanguíneas que estábamos buscando no se unían al hemo", dice Imhof. Tal vez valga la pena seguir investigando el impacto del hemo lábil y regulador en el APC para obtener también nuevos conocimientos diagnósticos y terapéuticos pertinentes en relación con los trastornos de la coagulación sanguínea que se producen en las enfermedades hemolíticas. Imhof: "El terreno debe ser explorado mucho más a fondo de lo que se ha hecho hasta la fecha".
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