Identifican una proteína esencial para la formación de cilios

El grupo dirigido por el profesor de investigación ICREA, Cayetano González, del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), ha publicado un estudio en Current Biology, en colaboración con el grupo de Giuliano Callaini de la Universidad de Siena en Italia, que aporta nuevos datos sobre el mecanismo de ensamblaje de los cilios.

Muchas de las células que componen el cuerpo humano tienen una pequeña estructura llamada cilio que se asemeja, y de hecho funciona como una antena, trasmitiendo a la célula información que recibe del entorno extracelular. Las células ciliadas ejercen funciones esenciales en el cuerpo humano. Por ejemplo, monitorizan el flujo de fluido en el riñón,  detectan hormonas en el cerebro, o los sentidos del oído y del olfato dependen de neuronas especializadas que están equipadas con cilios que son sensibles a señales químicas o mecánicas. Además, en ciertos órganos, el batir de cilios especializados asegura el movimiento de determinados fluidos, contribuyendo así a la salud del organismo.

Un cilio es una extensión estrecha y alargada de la membrana celular que contiene microtúbulos. La organización de los microtúbulos dentro del cilio presenta una simetría radial conservada a lo largo de la evolución, que está codificada por un pequeño orgánulo celular que se localiza en la base del cilio, conocido como corpúsculo basal. La mayoría de células animales contienen dos estructuras,los centriolos, con la apariencia de tales corpúsculos, pero sólo uno de ellos es realmente capaz de funcionar como corpúsculo basal. En células humanas es siempre el centriolo llamado "madre" por haberse formado antes que el otro, llamado centriolo "hijo".

Un modelo animal de experimentación usado para el estudio del ensamblaje de los cilios es la mosca del vinagre,  Drosophila melanogaster. El artículo publicado por el Laboratorio de División Celular dirigido por González demuestra que en Drosophila, como en humanos, el centriolo madre es quien tiene reservada la capacidad de funcionar como corpúsculo basal y formar un cilio. Además, mediante métodos de manipulación genética que son fáciles de aplicar en moscas, han descubierto un detalle muy relevante del mecanismo molecular que gobierna el ensamblaje de cilios.

Los científicos han encontrado que la eliminación de Centrobin (CNB), una proteína que normalmente se encuentra exclusivamente en el centriolo hijo, permite que éste funcione como corpúsculo basal. Así pues, las neuronas sin CNB tienen dos cilios, el normal organizado por el centriolo madre y otro más organizado por el centriolo hijo que carece de CNB. De manera similar, los centriolos madre modificados genéticamente para acumular CNB son incapaces de funcionar como corpúsculos basales y las neuronas que los contienen no pueden ensamblar cilios.

La ausencia de cilios, o los cilios que no funcionan correctamente, son la causa de una larga lista de enfermedades humanas conocidas como ciliopatías, entre las que se encuentran la polidactilia, la obesidad, problemas respiratorios, disminución auditiva, y muchas otras. La investigación básica en organismos modelo como la mosca del vinagre permite entender los detalles moleculares del ensamblaje de los cilios, y de esta manera contribuye a hacer posible la investigación aplicada en este campo.

Artículo de referencia:

Loss of Centrobin enables daughter centrioles to form sensory cilia in Drosophila

M.Gottardo, G. Pollarolo, S. Llamazares, J. Reina, M. Riparbelli, G. Callaini, and C. Gonzalez

Current Biology (20 August) DOI: 10.1016/j.cub.2015.07.038