La función básica de los satélites centriolos en la eliminación de los residuos proteicos de las células
Compuestos por un par de centriolos en una nube de material pericentriolar, los centrosomas tienen diversas funciones, desde separar los cromosomas durante la división celular hasta proporcionar la base de una «antena» celular llamada cilio primario. Alrededor del centrosoma, se concentran pequeños gránulos conocidos como satélites centriolos. El proyecto SATBIOFUN, financiado con fondos europeos, analizó la función de los satélites centriolos mediante manipulación genética en células humanas cultivadas. «Los objetivos principales fueron evaluar la importancia de los satélites centriolos en las actividades del centrosoma, como la duplicación de centrosoma o las respuestas de estrés celular, que pueden no funcionar en las células cancerosas, o en la formación primaria de cilios que falla en las ciliopatías», subrayó Ciaran Morrison, profesor de Bioquímica de la Universidad Nacional de Irlanda en Galway (NUI Galway) y coordinador del proyecto.
Células en situación de estrés a causa de proteínas deformadas
Los investigadores de SATBIOFUN utilizaron diferentes métodos para eliminar de forma selectiva las proteínas satélites centriolos a fin de determinar su función. La edición del genoma con la tecnología CRISPR-Cas9 y el silenciamiento génico mediante ARN interferente pequeño o siRNA generó clones de células humanas que carecían de proteínas específicas de interés. A través de la microscopía detallada se evaluó cómo respondían estas células sin satélites a diversas tensiones y estímulos. «En concreto, examinamos la participación de los satélites centriolos en la regulación de las respuestas celulares a las proteínas mal plegadas», subraya la beneficiaria de una beca de investigación Marie Skłodowska-Curie, Suzanna Prosser. Las proteínas mal plegadas o un exceso de proteínas se acumulan alrededor de los centrosomas en estructuras agregadas llamadas agresomas (véase su formación en la imagen). Las proteínas marcadas con cadenas de ubiquitina (de color rojo en la imagen) son objeto de degradación por unidades de eliminación celular llamadas proteasomas. Las proteínas satélites centriolos se encuentran en los agresomas. Cabe destacar que la pérdida de componentes satélites perjudicó la formación de las estructuras de agresomas y la degradación apropiada y oportuna de las proteínas a menudo deficientes y mal plegadas que componen estos ensamblajes.
Los resultados innovadores plantean dificultades
Una decisión fundamental durante el proyecto fue seguir el efecto de la eliminación de los satélites centriolos para determinar la forma de respuesta de las células a los problemas en el control de calidad de las proteínas. Como señala Morrison: «Esto supuso volver a orientar nuestro análisis de los satélites centriolos para tener en cuenta la nueva y potencialmente apasionante biología surgida de nuestro trabajo». Ahora que se ha abierto una nueva vía en dirección a la salud humana, un segundo reto es investigar los hallazgos en un contexto pertinente para enfermedades. Esto supuso la creación de nuevas colaboraciones y la exploración de territorios relativamente desconocidos a través de nuevos modelos celulares.
El futuro de la investigación de los satélites centriolos
El equipo continúa su estudio sobre el destino de las proteínas dañadas de las células. Están analizando ratones con deficiencias en la formación de satélites centriolos y la relación con el orgánulo responsable de la eliminación de las proteínas dañadas, el proteasoma. Por último, están estudiando las líneas celulares de pacientes con trastornos de agregación de proteínas para ver si hay efectos en los satélites centriolos. Se sabe que la disminución de la actividad proteasómica contribuye al envejecimiento y a la degeneración retiniana. «Nuestros resultados plantean la emocionante posibilidad de que las proteínas satélite originen enfermedades caracterizadas por la acumulación de agregados proteicos o que la manipulación de los satélites pueda ayudar a prevenir el desarrollo de tales trastornos», dice Prosser con entusiasmo. Una idea es que las células sin satélites presenten menos actividad proteasómica y que sus efectos solo puedan verse en células más maduras. «Nuestro objetivo para la futura investigación basada en nuestros resultados alentadores implicará probar cómo las variantes patógenas de las proteínas satélites o los agresomas afectan la función celular», concluye Morrison.
Palabras clave
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