Deslizar una nota a un vecino: la manera celular
Cómo se envían mensajes las células entre sí
Los investigadores han adquirido nuevos conocimientos sobre el modo en que los fármacos se unen a las moléculas de conexina. Estas moléculas forman canales que permiten a las células vecinas enviarse mensajes directos. Las disfunciones de estos canales están implicadas en enfermedades neurológicas y cardiacas. La nueva comprensión del modo en que los fármacos se unen a ellas y actúan sobre ellas debería ayudar a desarrollar terapias para tratar tales afecciones.
Hoy en día utilizamos muchos medios electrónicos para comunicarnos, pero a veces lo más eficaz es echar una nota en el buzón del vecino o dejar un pastel en la puerta de casa. Las células también tienen formas de enviar mensajes directos a sus vecinas.
Las células adyacentes pueden comunicarse directamente a través de canales relativamente grandes llamados uniones gap, que permiten a las células intercambiar libremente pequeñas moléculas e iones entre sí o con el entorno exterior. De este modo, pueden coordinar actividades en los tejidos u órganos que componen y mantener la homeostasis.
Estos canales se crean a partir de unas proteínas denominadas conexinas. Seis conexinas situadas en la membrana celular crean un hemicanal; este hemicanal se une a otro de una célula vecina para crear un canal bidireccional.
Cuando los canales de conexinas no funcionan correctamente, provocan cambios en la comunicación intercelular que se han relacionado con muchas enfermedades diferentes. Entre ellas figuran las arritmias cardiacas, enfermedades del sistema nervioso central como la epilepsia, enfermedades neurodegenerativas y cáncer.
Por eso se buscan fármacos dirigidos contra las conexinas. Sin embargo, la comprensión de la estructura de las conexinas y de cómo los fármacos se unen a los canales de conexinas para bloquearlos o activarlos es limitada. De hecho, de los veintiún tipos de conexinas conocidos en el ser humano, pocos se evalúan actualmente como dianas farmacológicas.
¿Una explicación para los efectos secundarios de los antipalúdicos?
Ahora, investigadores del PSI, la ETH de Zúrich y la Universidad de Ginebra han profundizado en el conocimiento de los canales de conexinas y su unión a moléculas farmacológicas. El estudio se publica en la revista Cell Discovery.
La conexina estudiada se denomina conexina-36, abreviada Cx36. La Cx36 desempeña funciones importantes en el páncreas y el cerebro, controlando respectivamente la secreción de insulina y la actividad neuronal. Se han detectado niveles elevados de canales Cx36 en pacientes que sufren epilepsia tras una lesión cerebral traumática. En estos casos, se cree que el aumento de la actividad de los canales de unión intercelular provoca la muerte de las neuronas. Por ello, el equipo estaba interesado en fármacos que inhibieran los canales.
El equipo estudió la Cx36 unida al fármaco antipalúdico mefloquina (marca Lariam). Se sabe que este fármaco actúa sobre los parásitos que causan la malaria cuando entran en el torrente sanguíneo a través de mosquitos infectados. Sin embargo, la investigación ha indicado que la mefloquina también se une a la Cx36 en nuestras células, lo que podría explicar algunos de los conocidos efectos secundarios neuropsiquiátricos graves del fármaco.
Mediante microscopía crioelectrónica, el equipo de investigación capturó estructuras de alta resolución de los canales de unión Cx36 con y sin la presencia de mefloquina. Observaron cómo la molécula del fármaco se une a cada una de las seis anexinas que componen el canal. El sitio de unión está enterrado en el poro del canal, por lo que, cuando se unen seis moléculas, cierran el canal de forma efectiva.
Las simulaciones por ordenador realizadas por colaboradores de la Universidad de Ginebra ayudaron al equipo a comprender el efecto que tendría la unión de la mefloquina sobre la capacidad del canal para permitir el paso de iones. De este modo, demostraron que la unión del fármaco restringe el flujo de solutos a través del canal.
Un punto de partida para el descubrimiento de fármacos basados en la estructura de las conexinas
Los investigadores esperan que este nuevo conocimiento estructural sea un punto de partida para desarrollar nuevos fármacos con mayor especificidad para canales de conexinas concretos.
"Nuestro estudio muestra cómo una molécula de fármaco aterriza en el poro del canal y, a través de nuestras simulaciones, ofrece una explicación plausible de cómo el fármaco inhibe el canal", afirma Volodymyr Korkhov, jefe de grupo del PSI y profesor asociado de la ETH de Zúrich, que dirigió el estudio. "Esto es relevante no sólo para Cx36, sino para la cuestión más amplia de las interacciones conexina-fármaco".
Los últimos hallazgos complementan otras actividades de investigación sobre anexinas del grupo PSI/ETHZ: en particular, la estructura de la anexina 43 en conformación cerrada y cómo se relacionan estructura y función en la anexina 32, que desempeña un papel en el sistema nervioso periférico.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
