Nueva herramienta química para la investigación de infecciones
Los investigadores presentan una nueva molécula para visualizar el metabolismo de la esfingomielina - Esto ofrece perspectivas para enfoques terapéuticos innovadores
Inclusiones de Chlamydia en células humanas infectadas, el derivado nativo de la esfingomielina en cuerpos reticulados no infecciosos (círculos amarillos) y el derivado metabolizado (puntos verdes) en cuerpos elementales infecciosos.
Jürgen Seibel / Universität Würzburg
A finales del siglo XIX, el patólogo alemán Ludwig Thudichum aisló del cerebro sustancias grasas (lípidos) desconocidas hasta entonces. Llamó a esta nueva clase de moléculas esfingolípidos, en honor a la mítica criatura griega Esfinge, por respeto a "los muchos enigmas que planteaba al investigador".
Desde entonces, se han descubierto muchas enfermedades causadas por un metabolismo defectuoso de los esfingolípidos en el cerebro, como la enfermedad de Fabry y la enfermedad de Gaucher. Los esfingolípidos también se han relacionado con enfermedades infecciosas, por ejemplo, infecciones víricas por ébola, sarampión o Covid-19, así como infecciones bacterianas por Pseudomonas aeruginosa o Staphylococcus aureus, que pueden causar infección del oído medio, infecciones cutáneas y pulmonares y muchas otras enfermedades. En estas infecciones, la degradación de la molécula esfingomielina por la enzima esfingomielinasa suele ser un paso crucial. Sin embargo, hasta ahora era imposible visualizar la actividad de la enzima.
Una nueva sonda química para llenar el vacío
Investigadores de Würzburg y Berlín han logrado desarrollar un derivado de la esfingomielina que permite visualizar su distribución y la actividad de la esfingomielinasa en procesos infecciosos.
Los científicos forman parte del Grupo de Formación en Investigación 2581 "Metabolismo, topología y compartimentación de lípidos proximales de membrana y componentes de señalización en la infección", financiado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG). En él colaboraron químicos, físicos y biólogos para sintetizar nuevos compuestos químicos y probar su aplicabilidad en la investigación de infecciones.
"Las nuevas moléculas son esfingomielinas trifuncionales basadas en el producto natural esfingomielina y dotadas de tres funciones adicionales. Era difícil diseñar moléculas de este tipo, que fueran aceptadas por el metabolismo como su origen natural", afirma el profesor Jürgen Seibel, del Instituto de Química Orgánica de la Julius-Maximilians-Universität (JMU) de Würzburg, en Baviera (Alemania).
Imagen de la degradación de la esfingomielina durante el desarrollo de la bacteria Chlamydia
Los científicos demostraron la función de sus moléculas recién desarrolladas no sólo determinando la actividad de una esfingomielinasa bacteriana en la superficie de células humanas. También visualizaron la degradación de la esfingomielina dentro de las células humanas en el curso de una infección con bacterias Chlamydia intracelulares, conocidas por infectar el tracto genital humano y sospechosas de contribuir al desarrollo del cáncer en los tejidos infectados.
Dentro de sus células huésped, las clamidias forman un orgánulo replicativo denominado inclusión. Los investigadores demostraron que las inclusiones de clamidias contienen principalmente las formas escindidas de las esfingomielinas trifuncionales. Utilizando la llamada microscopía de expansión y la química de clic, observaron que la proporción de moléculas de esfingomielina metabolizadas aumentaba durante la maduración de partículas de Chlamydia no infecciosas a infecciosas. Al poder visualizar este proceso de infección, ahora se pueden desarrollar nuevas estrategias dirigidas contra estas infecciones.
"La nueva herramienta química nos será de gran utilidad y podrá utilizarse fácilmente en muchos laboratorios", afirma el profesor Seibel. "Nuestro objetivo es utilizarla para identificar nuevas estrategias antiinfecciosas o inmunoterapéuticas para el desarrollo de fármacos que puedan utilizarse para combatir enfermedades infecciosas modulando el metabolismo de los esfingolípidos".
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
Marcel Rühling, Louise Kersting, Fabienne Wagner, Fabian Schumacher, Dominik Wigger, Dominic A. Helmerich, Tom Pfeuffer, Robin Elflein, Christian Kappe, Markus Sauer, Christoph Arenz, Burkhard Kleuser, Thomas Rudel, Martin Fraunholz, Jürgen Seibel; "Trifunctional sphingomyelin derivatives enable nanoscale resolution of sphingomyelin turnover in physiological and infection processes via expansion microscopy"; Nature Communications, Volume 15, 2024-8-28
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.
