Un nuevo estudio sobre la endocitosis podría conducir al desarrollo de fármacos más certeros
Investigadores financiados con fondos comunitarios han realizado pruebas avanzadas de cribado genético e identificado 4.000 genes que participan en la endocitosis, el proceso por el que las células absorben sustancias del exterior. Estos hallazgos, publicados en la revista Nature, podrían conducir al desarrollo de tratamientos y pruebas diagnósticas para varias enfermedades. El estudio contó con apoyo comunitario por medio del proyecto ENDOTRACK («Registro de la rutas endocíticas de los complejos receptores para factor de crecimiento polipeptídico y su función moduladora sobre la señalización»), que cuenta con un presupuesto de 11 millones de euros procedentes del área temática «Ciencias de la vida, genómica y biotecnología aplicadas a la salud» del Sexto Programa Marco (6PM). Las células necesitan absorber sustancias del exterior, para lo cual se sirven de la endocitosis, que consiste en introducir dichas sustancias en su interior a través de vesículas diminutas situadas en su membrana. Estas vesículas, llamadas endosomas, se encargan de transportar la sustancia ingerida hasta la parte de la célula donde es necesaria. La endocitosis guarda relación con numerosos procesos vitales, entre ellos la obtención de nutrientes, la señalización intracelular, el desarrollo y también la defensa inmunitaria, pues en el caso de las células inmunes éstas «se tragan» los patógenos y los descomponen en los endosomas. Son varias las patologías en las que se han observado alteraciones de la endocitosis, entre ellas diversas enfermedades infecciosas y cardiovasculares, el cáncer, el mal de Huntington, el Alzheimer y la diabetes. Lamentablemente, el saber científico sobre el mecanismo de la endocitosis es rudimentario. Por ejemplo se desconoce de qué manera las moléculas señalizadoras llegan hasta donde deben en el interior de la célula y transmiten la información que transportan. También se desconoce cómo se integra la endocitosis en el sistema celular en su conjunto. En el estudio referido, científicos de Alemania y Rusia echaron mano de una serie de tecnologías avanzadas para averiguar la función de cada uno de los genes humanos y determinar cuáles participan en la endocitosis. «Ideamos una estrategia del todo nueva que integra numerosos componentes en un gran sistema analítico: un cribado genómico de ARNi [ácido ribonucleico de interferencia], microscopía automática de alta resolución, análisis óptico multiparamétrico y computación», explicó el Dr. Marino Zerial, Director del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética. En primer lugar, bloquearon la actividad de los 24.000 genes del ser humano, uno por uno. A continuación marcaron con tintes fluorescentes dos proteínas ingeridas mediante la endocitosis por las células estudiadas. Los tintes permitieron visualizar los endosomas resultantes por medio de microscopía de alta resolución y un programa informático de análisis de imágenes. Los experimentos permitieron acumular un fondo de más de 2,5 millones de imágenes, en cada una de las cuales se tuvieron que analizar 62 parámetros relativos a distintos aspectos de la endocitosis. Para ello los científicos emplearon un superordenador propiedad del Centro de Servicios Informáticos y Computación de Alto Rendimiento (ZIH) de la Universidad Técnica de Dresde (Alemania). Gracias al estudio se identificaron más de 4.000 genes que guardan una relación directa o indirecta con la endocitosis. Entre los hallazgos destaca el hecho de que al bloquear ciertos genes los endosomas se detienen cerca del límite de la célula, en lugar de ser transportados hasta el centro de ésta. Además, se ha sabido que distintas sustancias tales como nutrientes y factores de crecimiento son guiadas hasta sus destinos respectivos por grupos distintos de genes. «Nuestro trabajo ha sacado a la luz que las células no ingieren todo tipo de sustancias ni las manejan todas de la misma manera», explicó el Dr. Zerial. «En realidad, está definido de forma muy precisa qué necesitan, cuándo y en qué cantidad, y también a qué parte de la célula debe ir a parar lo ingerido.» Asimismo, se ha observado que muchos de los genes destacados en este estudio guardan relación con algunas enfermedades humanas, lo cual confirma la influencia de la endocitosis en las mismas y establece nuevas dianas farmacológicas. A continuación, los investigadores se proponen probar su sistema de cribado en células que simulan una serie de patologías humanas, a fin de comprobar las posibilidades que ofrece de cara a descubrir y desarrollar fármacos. Ivan Baines, director de servicios e instalaciones del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética, declaró: «Si pudiéramos disociar la toxicidad farmacológica de la eficacia farmacológica, tal y como sugiere el método de caracterización cuantitativa usado en este estudio, quizás seríamos capaces de descubrir medicamentos mejores y con menos efectos secundarios.»
Países
Alemania, Rusia