Un equipo de investigadores que estudia la proteína que, cuando es defectuosa o está ausente, causa la fibrosis quística (FQ) ha hecho un descubrimiento importante sobre cómo se controla normalmente esa proteína y en qué circunstancias podría salir mal.
"Comprender la regulación del transporte de sal en las células normales es fundamental para el desarrollo de nuevas terapias para enfermedades, como la FQ, que interrumpen los movimientos de sal a través de los bordes celulares", dijo Jeng-Haur Chen, investigadora postdoctoral de la Universidad de Iowa Carver College of Medicine y el autor principal de un artículo que se publicará en el número de diciembre del 2010. Número 18 de la revista Journal of Biological Chemistry.
La fibrosis quística es una enfermedad crónica hereditaria que afecta a muchos órganos, en particular los pulmones y el sistema digestivo. Los pacientes con FQ portan un gen defectuoso que desactiva o destruye su producto proteico, que normalmente regula el transporte de sal a través de los bordes celulares. Como resultado, el cuerpo produce una mucosidad espesa que obstruye sus conductos y conductos.
El bloqueo de las vías respiratorias provoca tos crónica e infección pulmonar; el bloqueo del páncreas impide el envío de enzimas al intestino para descomponer los alimentos; y el bloqueo en el intestino impide la absorción de alimentos.
Alrededor de 70 000 personas en todo el mundo tienen la enfermedad, la mayoría de las cuales son niños y adultos jóvenes.
El gen defectuoso responsable de la FQ y su producto proteico, llamado regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística, o CFTR, se descubrió recién en 1989; pero, gracias a las técnicas de detección temprana y las terapias mejoradas, la supervivencia de los pacientes con FQ ha mejorado significativamente en los últimos 40 años. Chen enfatizó que, a pesar de las grandes mejoras, las terapias existentes para la FQ solo alivian los síntomas, por ejemplo, evitando infecciones pulmonares con antibióticos, aflojando la mucosidad a través de fisioterapia torácica y ayudando en la digestión con suplementos de enzimas.
Para desarrollar una verdadera cura, dijo, se requieren dos cosas: primero, cuando f alta, devolver la proteína CFTR a su ubicación correcta, en el borde celular, y segundo, cuando el CFTR es defectuoso, restaurar su función..
"CFTR en sí mismo es un pequeño pasaje con una puerta, llamado canal de iones, que se encuentra en la superficie de las células que recubren conductos y tubos, donde actúa como una vía para el movimiento de iones de cloruro, un componente de la sal, y regula el transporte de bicarbonato, una parte de la soda ", explicó Chen.
Al ajustar el transporte de estas moléculas, dijo, CFTR regula el equilibrio ácido-base, o pH, de las células; y el control preciso del pH intracelular es vital para el funcionamiento de todas las células.
"En el caso de las células que recubren conductos y tubos, el pH intracelular regula el transporte de sal, protege el cuerpo contra invasores extraños, como las bacterias, y controla la supervivencia celular", dijo Chen.
Si bien los científicos tenían evidencia de que CFTR regula el pH en las células, se desconocía cómo detectaba cambios en el pH y sabía cuándo ajustar su actividad. Entonces, Chen se dispuso a probar su idea de que la actividad de CFTR está directamente regulada por el propio pH intracelular.
Él demostró con éxito que el pH ácido estimula potentemente el transporte de cloruro por CFTR, mientras que el pH alcalino lo inhibe. Para aprender cómo el pH regula el transporte de cloruro a través de CFTR, Chen estudió la función de los componentes básicos individuales a partir de los cuales se ensambla CFTR.
"La estructura de CFTR se asemeja a un torniquete: tiene una vía para el movimiento del cloruro a través del borde de la celda y una puerta que controla el acceso a esta vía. El giro de la puerta es impulsado por trifosfato de adenosina o ATP, una energía fuente de todas las células", explicó David Sheppard, quien supervisó el trabajo de Chen como estudiante de doctorado en el departamento de fisiología y farmacología de la Universidad de Bristol."El trabajo de Jeng-Haur demuestra que el pH intracelular regula el acoplamiento de ATP con la puerta y la velocidad a la que gira la puerta".
Así, el pH intracelular determina el nivel de potencia en la puerta, que, a su vez, regula el transporte de sal y bicarbonato. Mientras tanto, dijo Sheppard, si una célula necesita conservar energía, el pH intracelular también puede decirle a las enzimas cuándo es el momento de detener la actividad de CFTR.
"Los conocimientos originales (de Chen) sobre la estructura y función de CFTR han sido fundamentales para avanzar en el conocimiento de cómo funciona normalmente CFTR y cómo funciona mal en la enfermedad", dijo Sheppard. "El objetivo es diseñar y desarrollar terapias farmacológicas que restablezcan la función de las proteínas CFTR desactivadas por mutaciones de la FQ. Al enfocarse en la causa raíz de la enfermedad, en lugar de los síntomas, las nuevas terapias farmacológicas para la FQ podrían detener la progresión de la enfermedad y prevenir el deterioro de la salud. de personas que viven con FQ."
La investigación de Chen fue financiada por Cystic Fibrosis Trust, la organización benéfica del Reino Unido para la investigación y la atención al paciente de la FQ. Su artículo ha sido nombrado "Artículo de la semana" por el Journal of Biological Chemistry.
