Proteomics ofrece pistas a cómo la tuberculosis frustra el sistema inmune

Un eslabón entre el sistema inmune y el sistema autolimpiador por los cuales las células biológicas se libran de piezas obsoletas o tóxicas puede las nuevas armas de rendimiento día en el combate contra tuberculosis y otras enfermedades infecciosas mortales.

Los científicos con el Ministerio de los E.E.U.U. de laboratorio (DOE) nacional de Lorenzo Berkeley de la Energía (laboratorio de Berkeley) han descubierto las proteínas que residían en ambos sistemas que apuntan a la “diafonía” entre ellos.

En una colaboración entre los grupos de investigación de Carolyn Bertozzi, obtuvieron al director del centro molecular del nanoscience de la fundición del laboratorio de Berkeley, y a Jay Keasling, director de la división física de las ciencia biológicas del laboratorio de Berkeley, perfiles para 546 diversos tipos de proteínas en la membrana de un phagosome, un organelo de los macrófagos (un tipo de glóbulo blanco) que esencialmente “come” y destruye los organismos invasores (un proceso llamado fagocitosis). Esto representa el análisis proteomic más completo de una membrana phagosomal hasta la fecha.

“Podíamos determinar muchas nuevas proteínas que no eran sabidas previamente para residir en el phagosome,” dijimos a Wenqing Shui, pieza grupos de la investigación de Bertozzi y de Keasling, y un especialista del proteomics que era el autor importante en una información de papel estos resultados en los procedimientos de la National Academy of Sciences.

“Una de las nuevas proteínas encontradas exclusivamente en nuestro estudio, LC3-II, se considera un marcador de autophagy, el proceso que permite a las células limpiar su propio citoplasma,” Shui dijo. “No sólo estaba LC3-II presente en el phagosome, su nivel fue aumentado sobre la inducción de autophagy en macrófagos, y reducido cuando es autophagy fue suprimido. Esto indica cruz-hablar entre autophagy y la fagocitosis que puedan desempeñar un papel importante en la reacción del sistema inmune.”

Se da derecho el papel de PNAS: El “proteomics de la membrana de phagosomes sugiere una conexión a autophagy.” Co-siendo autor de este papel además de Shui, Bertozzi y Keasling eran Leslie Sheu, junio Liuc, Brian Smart, Christopher Petzold, Tsung-yen Hsieh y jarra de Austin. Bertozzi y Keasling son también profesores en la Universidad de California en Berkeley. Además, Bertozzi es investigador con el Howard Hughes Medical Institute, y Keasling es director del instituto común de la bioenergía.

Cuando las bacterias u otras partículas no nativas invaden la carrocería, la primera línea de defensa es los macrófagos, que engullen y contienen a los invasores dentro de las granadas del membrana-salto de sus phagosomes. Una vez que están contenidos con seguridad, los invasores pueden ser matados con las enzimas digestivas de otro organelo de la célula, llamado un lisosoma, que funde con el phagosome. Los macrófagos, como otras clases de células, también utilizan las enzimas lysosomal para el aseo interno. Sin embargo, hasta ahora no ha habido pruebas bioquímicas directas de un eslabón entre la fagocitosis y autophagy.

Trabajando con los phagosomes moldura-que contenían del látex aislados en variedades de células de ratones, Shui y sus colegas realizaron un análisis detallado de los contenidos proteínicos de la membrana phagosomal. A diferencia de estudios proteomic anteriores, que perfilaron el organelo entero y se centraron en especie abundante de la proteína soluble en agua, el estudio de los grupos de Bertozzi-Keasling era la especie hidrofóbica membrana-específica e incluida de la proteína que está presente en la membrana en cantidades relativamente inferiores.

“Podíamos demostrar el nivel endógeno de LC3-II en phagosomes del macrófago con la combinación de técnicas proteomic sensibles y los análisis bioquímicos,” dijo a Shui. “Esto es un escaparate excelente de cómo un estudio proteomic de la alto-producción no-en polarización negativa puede verter la nueva luz en las funciones diversas y los caminos un organelo pueden empeñar hacia adentro.”

La proteína de LC3-II es un componente crítico de la maquinaria autophagy y del descubrimiento que el nivel de su presencia en phagosomes es modulado por actividad autophagic (junto con varias otras proteínas phagosome nuevamente determinadas asociadas no previamente a autophagy), puntos a autophagy desempeñando un papel hasta ahora desconocido en inmunorespuesta, determinado contra patógeno intracelulares tales como tuberculosis de micobacteria.

Pues Shui explicó, “después de que la tuberculosis de micobacteria phagocytosed en la célula del macrófago, pueden derribar diversos mecanismos de la defensa del huésped, incluyendo la matanza de bacilos en el phagosome, y sobreviven bien dentro de la célula. Dado que la actividad autophagy inducida aparece aumentar la matanza micobacteriológica en el phagosome (de un estudio por la universidad de Vojo Deretic y su grupo de New México de investigación), especulamos que las micobacterias pueden producir factores específicos para contrarrestar el efecto bactericida de la activación autophagy.”

Los grupos de la investigación de Bertozzi y de Keasling ahora están examinando si ciertos productos micobacteriológicos pueden modular actividad autophagy del macrófago. También están buscando las proteínas que podrían mediar específicamente el autophagy así como el proceso de maduración phagosome.

Shui dicho, “puede ser que poder abrir las nuevas avenidas para la intervención farmacológica de la tuberculosis así como de otras enfermedades infecciosas.”