Desxifrant el mecanisme molecular dels receptors de membranes

2016/11/03 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Biokimika

400

En 2008 arriben els informes de salut d'11 nens als investigadors. Tots aquests nens tenien una disfunció causada per les infeccions de les micobacterias. Es van adonar que tots tenien la mateixa mutació en un receptor de la membrana, que coneix l'interferó gamma. La interferona gamma intervé en la resposta immunològica, per la qual cosa l'existència d'una mutació en el seu receptor feia que les cèl·lules no es resistissin a la infecció bacteriana.

“Com a conseqüència d'aquesta mutació, la maquinària cel·lular afegeix al receptor de membrana un sucre en aquest punt concret, bloquejant l'activitat del receptor” –ha assenyalat Xabier Contreras, investigador de la Unitat de Biofísica (UPV/CSIC) i un dels seus autors. “El destinatari no és funcional perquè no està on ha d'estar. Quan la proteïna anomenada galectina detecta el sucre, presa el receptor i el transforma en la membrana”. La clau perquè el receptor estigui actiu és que estigui en zones especials de les membranes –nanodomeines lipídics– d'on la galectina extreu. La recerca ha servit per a esbrinar per on es poden desenvolupar els medicaments per als quals tenen aquesta mutació, ja que els investigadors han vist que el receptor és funcional, ja que encara que és una mutació, no canvia de lloc.

No obstant això, el ressò de la recerca es deu a la forma en què el receptor s'associa als nanodomeines lipídics de la membrana. “Les membranes de les cèl·lules són com un oceà –explica Xabier Contreras– en el qual hi ha petites illes. Les proteïnes de la membrana poden estar presents en qualsevol lloc de l'oceà, però només quan estan en elles. Quan estan fora d'aquestes zones compostes per determinats lípids (principalment composts de colesterol i esfingolípids), no poden exercir la seva funció". En aquest estudi s'aclareix que els receptors de l'interferó gamma s'associen a aquests nanodomegenos. "Si en el futur obtinguéssim conèixer què és el que condueix al receptor a aquests nanodomegenos i per què està actiu/inactiu, estaríem en condicions d'interrompre o augmentar les senyalitzacions cel·lulars actuant sobre els receptors" –ha assenyalat l'investigador de la Unitat de Biofísica.

La membrana és clau

Al principi, quan es va descriure la membrana plasmàtica, es va pensar que es tractava d'una barrera inerta que separava l'interior i l'exterior de la cèl·lula. Posteriorment, s'ha demostrat que és imprescindible per a mantenir la integritat de la cèl·lula i, a més, l'estructura és totalment dinàmica.

“Els lípids s'estan movent constantment a una escala de temps molt reduïda, entre un microsegon i deu nanosegons. Son com una gran ciutat en la qual tots giren d'un lloc a un altre. Uns es creuen en el camí, uns altres es coneixen i interaccionen… Això fa que tot sigui molt dinàmic i estigui molt ben regulat.”

“No sols això, sinó que gràcies als avanços que s'han donat en la lipidómica, ara sabem que hi ha unes mil espècies de lípids. El 25% del genoma té la funció de sintetitzar, regular i transportar aquesta diversitat inversemblant dels lípids. Però encara no sabem per què existeix aquesta diversitat –afegeix Xabier Contreras–. Per què tenim tants lípids si de fet són suficients tres o quatre tipus de lípids per a formar una membrana?”

Encara no tenen clar per què hi ha tanta diversitat, però saben que aquesta diversitat està molt regulada: cada orgànul de la cèl·lula té la seva composició lipídica específica. Així, cada proteïna té un senyal que indica a quina membrana ha d'assistir, ja que en ella hi haurà lípids que li permetran complir la seva funció.

“El que ara estem investigant és què fa que aquestes proteïnes s'associïn a les illes lipídiques, però és molt difícil aclarir-ho perquè la interacció només dura uns microsegons”.