El monóxido de carbono: un regulador metabólico y un antiinflamatorio
Los organismos humanos activan mecanismos celulares para prevenir y luchar contra la inflamación. Uno de ellos es el sistema de la hemo oxigenasa-1 (HO-1) que reduce el estrés inflamatorio y oxidativo. La HO-1 es una proteína que degrada un componente de la hemoglobina (hemo) y sintetiza CO. En estudios recientes se descubrió que el CO interacciona con la mitocondria, el orgánulo celular que genera energía en forma de ATP. El equipo del proyecto INFLAM-MITO-CO (Mechanistic studies on carbon monoxide (CO)-induced modulation of mitochondrial function in neuroinflammation), financiado con fondos europeos, estudió la hipótesis de que la función antiinflamatoria del sistema HO-1/CO estuviera mediada por la mitocondria. Para demostrar esta afirmación, se investigaron los efectos del CO en el metabolismo y la inflamación de la microglía. Estas células inmunitarias son responsables de controlar la inflamación en el cerebro. En la fase anterior del proyecto se estudiaron las moléculas liberadoras de CO (CO-RM) cuya función era regular la liberación controlada de CO en las células. En el estudio se trató de diseñar moléculas con doble función a fin de maximizar las actividades protectoras del sistema HO-1/CO. Se sintetizaron varias moléculas CO-RM y se describieron sus propiedades beneficiosas para las células de mamíferos. Estas moléculas activaban el sistema HO-1/CO en las células cardíacas, la microglía y las células inflamatorias circulantes, lo que produjo una reducción de la inflamación. Estos resultados demostraron la viabilidad de la creación de CO-RM con doble acción e impulsó la síntesis de nuevas estructuras químicas. Con respecto a los estudios metabólicos, se investigó en profundidad la función de la mitocondria, un orgánulo que utiliza oxígeno para producir energía. Se descubrió que, en condiciones de falta de CO, se desconecta el consumo de oxígeno de la producción de energía. Esta desconexión protege a la mitocondria de los efectos nocivos del estrés oxidativo. Los resultados del proyecto confirmaron que la desconexión tiene lugar cuando se activa la HO-1, lo que indica que el CO endógeno podría ser responsable del efecto en cuestión. Todo ello sugiere que la acción del CO es beneficiosa, ya que regula la actividad mitocondrial. En el proyecto se obtuvieron datos de interés sobre la síntesis y la función de posibles herramientas terapéuticas que emplean el sistema protector HO-1/CO. Estos hallazgos demuestran la importancia del CO como modulador del metabolismo celular, lo que resulta muy útil para el diseño de fármacos contra la respuesta inflamatoria.
Palabras clave
Monóxido de carbono, inflamación, enfermedades neurodegenerativas, hemo oxigenasa-1, INFLAM-MITO-CO
