11 Ene 2022
La autofagia en todos los tejidos del cuerpo es necesaria para sobrevivir con bajos niveles de oxígeno
Así lo reveló un estudio liderado por científicos del Instituto Leloir llevado a cabo en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster.
En células del cuerpo graso de larvas de la mosca Drosophila (similares en su función a las del hígado humano) se puede detectar la activación del proceso de autofagia inducido por hipoxia cuando la proteína mCh-ATG8 (en rojo) se visualiza como puntos bajo el microscopio. En el panel inferior, las células marcadas en color verde no pueden desencadenar el proceso autofágico en condiciones de hipoxia porque un gen fundamental para la autofagia está bloqueado. Los núcleos de todas las células se ven en color celeste.
La autofagia es un mecanismo de reciclaje de proteínas y otros materiales celulares, esencial para sobrevivir a diferentes condiciones adversas como la falta de nutrientes.
Ahora, científicos de la Fundación Instituto Leloir (FIL) y del CONICET lograron caracterizar fisiológica y genéticamente a la autofagia inducida por hipoxia (reducción de los niveles de oxígeno) en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, un modelo de investigación básica que permite entender procesos biológicos altamente conservados en humanos.
La hipoxia es un fenómeno que ocurre en infartos, accidentes cerebrovasculares, tumores y otros eventos patológicos de relevancia para la salud humana.
“Nuestro estudio confirmó que la autofagia es fundamental para la adaptación de las larvas de Drosophila a bajas concentraciones de oxígeno”, afirmó la doctora en Genética y Biología Molecular Mariana Melani, codirectora del trabajo e investigadora del CONICET en el Laboratorio de Genética y Fisiología Molecular que lidera Pablo Wappner en la FIL.
El estudio, dirigido por Melani y Wappner, publicado en la revista científica “Autophagy”, también reveló que la autofagia debe ocurrir en todos los tejidos del cuerpo para que los organismos puedan adaptarse a la hipoxia. “Si, por ejemplo, bloqueamos la autofagia solo en el cerebro o en el músculo, los animales mueren tras ser expuestos a hipoxia. O sea que el daño producido por la hipoxia en cada tejido sería letal para el individuo”, resaltó la doctora Melani.
“El bloqueo de la autofagia mediante la inhibición de esos genes reduce la sobrevida en hipoxia en un 70% aproximadamente”, indicó Melani.
Preguntas por responder
La mosca de la fruta es un excelente modelo de investigación porque tiene buena tolerancia a la hipoxia y además brinda la posibilidad de realizar un análisis genético profundo. “Dado que la maquinaria autofágica está conservada todo a lo largo de la evolución desde las levaduras hasta los mamíferos, los resultados de nuestro estudio tienen posible relevancia para la salud humana también”, destacó Melani.
A partir de los resultados del nuevo estudio, los científicos planean realizar investigaciones destinadas a dilucidar qué es lo que ocurre en las células que no hacen autofagia cuando sufren hipoxia. ¿Hay un aumento de proteínas dañadas que no pueden ser removidas de las células? ¿Se daña el ADN? ¿Las mitocondrias (fábricas de energía celular) dejan de funcionar y no pueden ser eliminadas por autofagia?
Las células del centro de tumores de gran tamaño tienen baja irrigación sanguínea y por lo tanto están sometidas a hipoxia. “Es posible que estas células se adapten a las condiciones de hipoxia utilizando la autofagia como mecanismo de supervivencia”, explicó Melani. Y agregó: “Por lo tanto, bloquear la autofagia en estas situaciones podría llevar a la muerte de las células tumorales. Mediante nuestros estudios en Drosophila esperamos poder contribuir a la comprensión de estos procesos complejos”.
Los primeros autores del estudio son Ayelén Valko y Sebastián Perez-Pandolfo, de la FIL y del CONICET. También participaron Eleonora Sorianello, del Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME), dependiente del CONICET; y Andreas Brech, de la Universidad de Oslo, en Noruega
En células del cuerpo graso de larvas de la mosca Drosophila (similares en su función a las del hígado humano) se puede detectar la activación del proceso de autofagia inducido por hipoxia cuando la proteína mCh-ATG8 (en rojo) se visualiza como puntos bajo el microscopio. En el panel inferior, las células marcadas en color verde no pueden desencadenar el proceso autofágico en condiciones de hipoxia porque un gen fundamental para la autofagia está bloqueado. Los núcleos de todas las células se ven en color celeste.La autofagia es un mecanismo de reciclaje de proteínas y otros materiales celulares, esencial para sobrevivir a diferentes condiciones adversas como la falta de nutrientes.
Ahora, científicos de la Fundación Instituto Leloir (FIL) y del CONICET lograron caracterizar fisiológica y genéticamente a la autofagia inducida por hipoxia (reducción de los niveles de oxígeno) en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, un modelo de investigación básica que permite entender procesos biológicos altamente conservados en humanos.
La hipoxia es un fenómeno que ocurre en infartos, accidentes cerebrovasculares, tumores y otros eventos patológicos de relevancia para la salud humana.
“Nuestro estudio confirmó que la autofagia es fundamental para la adaptación de las larvas de Drosophila a bajas concentraciones de oxígeno”, afirmó la doctora en Genética y Biología Molecular Mariana Melani, codirectora del trabajo e investigadora del CONICET en el Laboratorio de Genética y Fisiología Molecular que lidera Pablo Wappner en la FIL.
El estudio, dirigido por Melani y Wappner, publicado en la revista científica “Autophagy”, también reveló que la autofagia debe ocurrir en todos los tejidos del cuerpo para que los organismos puedan adaptarse a la hipoxia. “Si, por ejemplo, bloqueamos la autofagia solo en el cerebro o en el músculo, los animales mueren tras ser expuestos a hipoxia. O sea que el daño producido por la hipoxia en cada tejido sería letal para el individuo”, resaltó la doctora Melani.
“El bloqueo de la autofagia mediante la inhibición de esos genes reduce la sobrevida en hipoxia en un 70% aproximadamente”, indicó Melani.
Preguntas por responder
La mosca de la fruta es un excelente modelo de investigación porque tiene buena tolerancia a la hipoxia y además brinda la posibilidad de realizar un análisis genético profundo. “Dado que la maquinaria autofágica está conservada todo a lo largo de la evolución desde las levaduras hasta los mamíferos, los resultados de nuestro estudio tienen posible relevancia para la salud humana también”, destacó Melani.
A partir de los resultados del nuevo estudio, los científicos planean realizar investigaciones destinadas a dilucidar qué es lo que ocurre en las células que no hacen autofagia cuando sufren hipoxia. ¿Hay un aumento de proteínas dañadas que no pueden ser removidas de las células? ¿Se daña el ADN? ¿Las mitocondrias (fábricas de energía celular) dejan de funcionar y no pueden ser eliminadas por autofagia?
Las células del centro de tumores de gran tamaño tienen baja irrigación sanguínea y por lo tanto están sometidas a hipoxia. “Es posible que estas células se adapten a las condiciones de hipoxia utilizando la autofagia como mecanismo de supervivencia”, explicó Melani. Y agregó: “Por lo tanto, bloquear la autofagia en estas situaciones podría llevar a la muerte de las células tumorales. Mediante nuestros estudios en Drosophila esperamos poder contribuir a la comprensión de estos procesos complejos”.
Los primeros autores del estudio son Ayelén Valko y Sebastián Perez-Pandolfo, de la FIL y del CONICET. También participaron Eleonora Sorianello, del Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME), dependiente del CONICET; y Andreas Brech, de la Universidad de Oslo, en Noruega