Los genes del color de los ojos son fundamentales para la salud de la retina
Descifrado el efecto de la vía de la cinurenina en la salud de la retina
Las vías metabólicas consisten en una serie de reacciones bioquímicas en las células que convierten un componente de partida en otros productos. Cada vez hay más pruebas de que las vías metabólicas unidas a factores externos de estrés influyen en la salud de células y tejidos. Muchas enfermedades humanas, incluidas las retinianas o neurodegenerativas, están asociadas a desequilibrios en las vías metabólicas. Elisabeth Knust dirige un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética (MPI-CBG) de Dresde (Alemania), que describen el papel esencial de una de estas vías metabólicas en el mantenimiento de la salud de la retina en condiciones de estrés. Estudiaron los genes clásicos de Drosophila cinabrio, cardenal, blanco y escarlata, caracterizados originalmente hace décadas y denominados así por su papel en la pigmentación del color de los ojos, en particular la formación del pigmento marrón del ojo de la mosca. Estos genes codifican componentes de la vía de la cinurenina, cuya actividad convierte el aminoácido triptófano mediante varios pasos en otros productos. En este estudio, los autores han puesto de relieve la función de esta vía metabólica en la salud de la retina, independientemente de su papel en la formación del pigmento.
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La vía de la cinurenina es una vía metabólica conservada evolutivamente que regula diversos procesos biológicos. Su alteración puede dar lugar a la acumulación de biomoléculas o metabolitos tóxicos o protectores, que pueden empeorar o mejorar, respectivamente, la salud del cerebro, incluida la retina. Los conocimientos sobre esta importante vía metabólica han sido ampliados recientemente por el equipo de investigación, dirigido por Elisabeth Knust, Directora Emérita del MPI-CBG, en su publicación en la revista Plos Genetics. Conscientes de la notable conservación de esta vía metabólica y de los genes que la regulan, utilizaron moscas como sistema modelo para desentrañar el papel de metabolitos individuales en la salud de la retina. Los investigadores se fijaron en cuatro genes - cinabrio, cardenal, blanco y escarlata - llamados así por el color anormal de los ojos tras su pérdida en las moscas. "Como la vía de la cinurenina se conserva de las moscas a los humanos, nos preguntamos si estos genes regulan la salud de la retina independientemente de su papel en la formación de pigmentos", explica Sarita Hebbar, una de las autoras principales del estudio.
Para averiguarlo, los científicos utilizaron una combinación de genética, cambios en la dieta y análisis bioquímicos de metabolitos para estudiar distintas mutaciones de la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster. Sofia Traikov, coautora del estudio, desarrolló un método para el análisis bioquímico de los metabolitos de la vía de la cinurenina. Esto permitió a los investigadores relacionar distintos niveles de metabolitos con el estado de salud de la retina. Descubrieron que un metabolito, la 3-hidroxicinurenina (3OH-K), es perjudicial para la retina. Y lo que es más importante, pudieron demostrar que el grado de degeneración está influido por el equilibrio entre el 3OH-K tóxico y los metabolitos protectores, como el ácido cinurénico (KYNA), y no sólo por sus cantidades absolutas. Sarita prosigue: "También alimentamos con dos de estos metabolitos a moscas normales (no mutantes) y descubrimos que el 3OH-K potenciaba el daño retiniano inducido por el estrés, mientras que el KYNA protegía la retina del daño relacionado con el estrés". Esto significa que la salud de la retina en determinadas condiciones puede mejorarse alterando la proporción de metabolitos de la vía de la cinurenina.
Además, al dirigirse a estos cuatro genes y, por tanto, a cuatro pasos distintos dentro de la vía, los investigadores pudieron demostrar que no sólo la acumulación de 3OH-K como tal, sino también su localización en la célula y, por tanto, su disponibilidad en reacciones posteriores, es importante para la salud de la retina.
"Este trabajo demuestra que la vía de la cinurenina no sólo es importante en la formación de pigmentos, sino que el nivel de metabolitos individuales desempeña funciones importantes en el mantenimiento de la salud de la retina", afirma Elisabeth Knust, que supervisó el estudio. Y concluye: "En el futuro, la proporción de los distintos metabolitos y los lugares específicos de su acumulación y actividad deberían tenerse en cuenta en las estrategias terapéuticas para enfermedades con deterioro de la función de la vía de la cinurenina, observadas en diversas afecciones neurodegenerativas."
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