Cómo luchan las células contra el estrés oxidativo

El resultado de este trabajo ha sido publicado en la revista Nature Communications.

Una investigación del departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Salamanca analiza el papel de una sustancia localizada en células vivas como un poderoso antioxidante, un hallazgo que supone un avance en el conocimiento de procesos oxidativos presentes en enfermedades neurodegenerativas, entre otras. El resultado de este trabajo ha sido publicado en la revista Nature Communications.

Un nuevo estudio, liderado por el departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Salamanca, muestra que un compuesto químico que se encuentra de forma natural en las células puede actuar como un potente antioxidante.

Este descubrimiento, publicado en Nature Communications, contribuye a entender cómo nuestras células luchan frente al denominado “estrés oxidativo”, una situación que se suele observar en enfermedades neurodegenerativas y cardiovasculares, entre otras.

Estudios previos inducían a pensar que el compuesto gamma-glutamilcisteina podía tener un papel antioxidante, pero cómo se producía esta función permanecía, hasta ahora, desconocida. Esta investigación, vital en el combate de ciertas enfermedades, pueden tener implicaciones en la búsqueda de nuevas formas terapéuticas para combatir el estrés oxidativo.

“Las especies reactivas de oxígeno se están constantemente produciendo en células de forma natural, pero necesitan mantenerse controladas por las denominados defensas antioxidantes. El trabajo muestra que el compuesto natural gamma-glutamilcisteina, precursor inmediato del conocido antioxidante (glutation), actúa como molécula colaboradora (cofactor) en la función de la enzima antioxidante glutation peroxidasa-1”, explica Juan Pedro Bolaños, investigador del Instituto de Neurociencias de Castilla y León y autor principal del estudio.

Así, este trabajo contribuye a conocer mejor la regulación de nuestros propios sistemas antioxidantes, lo que permitirá identificar nuevas dianas moleculares en enfermedades neurodegenerativas y cardiovasculares, así como otras asociadas al estrés oxidativo. Permite, además, disponer de modelos de ratón vivo genéticamente diseñados para resistir los efectos de este proceso químico y así conocer mejor, por ejemplo, procesos neurodegenerativos asociados al envejecimiento.

Metodología

Según explica Bolaños, “para dilucidar esta función, se nos ocurrió modificar genéticamente el DNA que codifica para la enzima glutamato-cisteina ligasa, encargada de sintetizar gamma-glutamilcisteina, para que se expresara exclusivamente en la mitocondria, un orgánulo incapaz de sintetizar naturalmente este compuesto. Así, pudimos obtener células que formaban gamma-glutamilcisteina, sin que ésta se transformara en glutation”.

Mediante este sistema se pudo observar que neuronas que expresaban la forma mitocondrial de la glutamato-cisteina ligasa (denominada por los investigadores mitoGCL) y, por tanto, el compuesto gamma-glutamilcisteina, eran menos vulnerables a un rango de tratamientos que inducen estrés oxidativo.

Además, se descubrió que ratones que producían más gamma-glutamilcisteina en la mitocondria de las células del cerebro habían mejorado muy significativamente la función neuro-motora y el daño neuronal en un modelo de neurodegeneración. Por último se pudo identificar el mecanismo bioquímico por el cual la gamma-glutamilcisteina ejerce este efecto antioxidante y neuroprotector.

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