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- Un estudio liderado por el Dr. Antonio Zorzano y la Dra. Saska Ivanova, y publicado en la revista Autophagy, profundiza en la relación entre las mitofusinas (proteínas mitocondriales) y la autofagia.
- Gracias a la edición genética con CRISPR-Cas9, el equipo pudo estudiar estas proteínas sin alterarlas ni producirlas en exceso, logrando así observar su función real.
- La investigación abre la puerta a desarrollar estrategias terapéuticas que regulen la autofagia para abordar enfermedades metabólicas y promover un envejecimiento saludable.
La autofagia es el mecanismo por el cual las células digieren y renuevan sus estructuras internas, reciclando proteínas y orgánulos dañados o que ya no funcionan como deberían. Al reutilizar estas moléculas básicas, las células obtienen la energía y los recursos necesarios para mantener su equilibrio. Sin embargo, cuando la autofagia se altera, se producen alteraciones asociadas al envejecimiento, la pérdida de masa muscular (sarcopenia) o distintas enfermedades metabólicas, como la obesidad o la diabetes. En este contexto, restaurar el buen funcionamiento de la autofagia podría convertirse en una vía prometedora para mejorar la salud.
Un equipo liderado por el Dr. Antonio Zorzano, y la Dra. Saska Ivanova en el IRB Barcelona ha publicado en la revista Autophagy un nuevo estudio que arroja luz sobre las conexiones entre las proteínas mitocondriales MFN1 y MFN2, y el proceso de autofagia. Este avance profundiza en cómo las células reciclan sus componentes para mantener un metabolismo óptimo, y ofrece pistas sobre posibles estrategias para combatir el envejecimiento celular y enfermedades relacionadas con alteraciones metabólicas.
“El hecho de que estas proteínas mitocondriales controlen procesos de reciclaje tan cruciales nos ayuda a entender por qué al modificarlas pueden aparecer la sarcopenia y otros problemas asociados a la edad”, explica el Dr. Zorzano, que también es Catedrático de la Facultad de Biología de la UB y miembro del CIBERDEM. “Si conseguimos diseñar moléculas que regulen estas interacciones, podríamos prevenir o revertir alteraciones celulares relacionadas con el envejecimiento y las enfermedades metabólicas”.
La edición genética con CRISPR-Cas9
Un aspecto innovador de este trabajo es la metodología utilizada: el equipo recurrió a la edición genética con CRISPR-Cas9 para marcar las proteínas MFN1 y MFN2 en la propia célula, sin recurrir a la sobreexpresión artificial. De este modo, el equipo pudo estudiar las mitofusinas en condiciones muy similares a las que se dan de manera natural. “Marcamos estas proteínas sin alterarlas ni producirlas en exceso, lo que nos permitió acercarnos a su función real en el reciclaje celular”, explica la Dra. Isabel Gordaliza-Alaguero, primera autora del artículo.
Gracias a esta estrategia, se obtuvieron datos más precisos sobre cómo varían las interacciones de MFN1 y MFN2 en respuesta a diferentes condiciones nutricionales, incluidas situaciones de carencia extrema de nutrientes. Esto ayuda a comprender mejor los mecanismos que regulan el equilibrio energético en la célula, uno de los pilares del metabolismo saludable.
Implicaciones y líneas de futuro
Estos hallazgos, además de profundizar en la comprensión del metabolismo celular, abren la puerta a posibles aplicaciones terapéuticas. Regular la autofagia mediante fármacos o compuestos específicos podría tener implicaciones en el tratamiento de enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes tipo 2 que están vinculadas a problemas en la producción y degradación de lípidos y proteínas. Además, tiene el potencial de frenar el envejecimiento celular dado que un mejor funcionamiento de la autofagia puede contribuir a mantener la calidad de los orgánulos y prevenir la sarcopenia y otras dolencias asociadas a la edad.
“El siguiente paso será investigar qué regiones concretas de las mitofusinas resultan esenciales para estas nuevas interacciones, con el fin de diseñar moléculas que imiten o bloqueen estas uniones cuando sea necesario”, añade la Dra. Ivanova. El equipo también prevé estudiar en modelos animales cómo influye el control de la autofagia en el estado energético de las células a largo plazo.
Este trabajo se ha llevado a cabo en colaboración con los laboratorios liderados por la Dra. Maria Macias (IRB Barcelona e ICREA) y el Dr. Manuel Palacín (IRB Barcelona, UB y CIBERER), y ha recibido financiación de fondos FEDER y Horizon 2020 de la Comunidad Europea, la Fundación BBVA, la Fundación Marató de TV3 y la Fundación ‘la Caixa’.
Artículo de referencia:
Endogenous interactomes of MFN1 and MFN2 provide novel insights into interorganelle communication and autophagy
Isabel Gordaliza-Alaguero, Paula Sànchez-Fernàndez-de-Landa, Dragana Radivojevikj, Laura Villarreal, Gianluca Arauz-Garofalo, Marina Gaya, Marta Martinez-Vicente, Jorge Seco, Pau Martín-Malpartida, Marta Vilaseca, María J. Macías, Manuel Palacin, Saška Ivanova & Antonio Zorzano
Autophagy (2024) DOI: 10.1080/15548627.2024.2440843
IRB Barcelona
El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para curar el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge alrededor de 400 científicos de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
