La desorganización del plegamiento de proteína causa el neurodegeneration, retardación mental

Exceso de la acumulación en neuronas de una molécula gorda llamada GM1-ganglioside (GM1) rompe el plegamiento de proteínas nuevamente montadas en sus formas apropiadas, accionando la degeneración del nervio y la retardación mental en niños.

El este encontrar, de investigadores en el hospital de la investigación de los niños del St. Jude, se publica en la aplicación de sept. del 10 la célula molecular.

La enfermedad, llamada el gangliosidosis GM1, rompe la función normal de neuronas y las hace autodestruirse. El descubrimiento del St. Jude ofrece la prueba evidente de la causa del gangliosidosis GM1 en niños.

El gangliosidosis GM1 es los desordenes lysosomal de un almacenamiento, una enfermedad heredada en cuál o más enzimas en los lisosomas sea defectuoso. Los lisosomas son los centros de reciclaje de la célula, donde las proteínas, las grasas y otras moléculas se analizan en sus bloques huecos básicos, que entonces se reutilizan para hacer las nuevas moléculas.

Las enfermedades del almacenamiento de Lysosomal ocurren cuando los lisosomas faltan las enzimas que necesitan realizar sus tareas de reciclaje, llevando a la acumulación anormal de las moléculas el lisosoma se supone analizar. Estas enfermedades son responsables de la mayoría de los casos severos de la degeneración del nervio y de la retardación mental entre niños.

El descubrimiento determina por primera vez el retículo endoplásmico (ER) -- el fábrica de tramitación de la proteína de la célula -- como la situación de las reacciones bioquímicas que llevan a la muerte celular de neurona en niños con esta enfermedad.

El “nuestro encontrar es emocionante porque los niños con el gangliosidosis GM1 son seriamente afectados y sus perspectivas son tristes,” dijo el d'Azzo de Alejandra, el Ph.D., la pieza del departamento del St. Jude de la genética y la biología celular del tumor. “Ahora que tenemos una mejor comprensión de qué causas puede poder el daño, nosotros diseñar los tratamientos que remedian específicamente este problema. Si el este encontrar es verdad para otras enfermedades lysosomal del almacenamiento, el impacto podría ser especialmente fructuoso.”

GM1, un tipo de molécula grasa llamado un lípido, es un componente crítico de neuronas normales. Pero cuando la célula falta la beta-galactosidasa -- la enzima necesaria para la avería normal y reciclar de GM1 -- este lípido acumula y causa gangliosidosis.

Hasta ahora, el mecanismo por el cual el exceso GM1 en lisosomas causa el gangliosidosis GM1 era desconocido. Las personas del St. Jude demostraron que la acumulación de GM1 en los lisosomas causa una “reserva” de este lípido en el sitio del retículo (ER) endoplásmico en donde las proteínas se doblan en su forma apropiada. Este exceso GM1 causa el agotamiento del calcio, cuya concentración en el ER es crítica para el plegamiento de proteína apropiado. A su vez, la acumulación de proteínas reveladas o incorrectamente dobladas acciona la “reacción revelada de la proteína” (UPR) en la célula. El UPR es la respuesta de emergencia de la célula a la acumulación de proteínas defectuosas. Esta reacción tentativa reducir o parar la nueva producción de la proteína y aumentar esfuerzos de corregir el plegamiento de proteínas misfolded. En un cierto plazo, sin embargo, esta respuesta de emergencia puede no poder hacer frente a la tensión, y la célula activa un programa del autodestruir y muere. Mientras que mueren cada vez más las neuronas, el niño sufre los síntomas del gangliosidosis GM1.

“Nadie sabía que la cascada de UPR se podría accionar por la acumulación GM1 en el ER,” dijo a Alejandra Tessitore, Ph.D., antes técnico mayor de la investigación en St. Jude. “Esto que encontraba era inesperado y un paso importante en la búsqueda para un tratamiento efectivo para el gangliosidosis GM1.”

En el estudio, las personas de los d'Azzo examinaron las médulas espinales de los ratones que faltaron el gen para la beta-galactosidasa, la enzima también que faltaba en niños con el gangliosidosis GM1 y responsable de analizar GM1. Los investigadores encontraron significantly more células de muerte en médulas espinales de los ratones que faltaban el gen que en ratones normales.

Además, los investigadores del St. Jude estudiaron el efecto de agregar una gran cantidad de GM1 a las células normales llamadas (ratón) los fibroblastos embrionarios murine (MEFs), así como los grupos nervio-como de células llamaron neurospheres. Los investigadores entonces compararon el comportamiento de esas células con el de las células que eran similares, salvo que faltaron la beta-galactosidasa, que las hizo acumular GM1. Sin importar si los investigadores agregaron GM1 o el GM1 acumulados debido a la baja de beta-galactosiadase, el exceso GM1 causó el agotamiento del calcio de esta división. Después de la baja del calcio, los genes responsables del UPR se activan y causan eventual muerte celular.

Otros autores de este trabajo son Maria del P. Martin, Renata Sano, Yanjun mA, Linda Mann, Angela Ingrassia y Linda M. Hendershot (St. Jude); y Eric D. Laywell y Dennis A. Steindler (universidad de la Florida, de Gainesville).

Este trabajo fue soportado en parte por los institutos de la salud nacionales, el Instituto Nacional del Cáncer, Phillip y Elizabeth gruesos, el asiento de Assisi de Memphis, y ALSAC. El d'Azzo de Alejandra espera una silla dotada en genética y terapia génica del fondo de la caridad de los joyeros; y Renata Sano fue patrocinado por la agencia de estatal brasileña, CABOS.