El equilibrio redox puede ayudar a determinar los nuevos biomarkers diagnósticos para envejecer, procesos neurodegenerative

La cuestión de porqué envejecemos es una de las preguntas más fascinadoras para la humanidad, pero nada cerca de una respuesta satisfactoria se ha encontrado hasta la fecha. Los científicos en el für Molekulare Pharmakologie de Leibniz-Institut en Berlín ahora han tomado una medida más cercano a ofrecer una respuesta. Han conducto un estudio en el cual, por primera vez, han mostrado que cierta área de la célula, el supuesto retículo endoplásmico, pierde su potencia oxidativa en edad avanzada. Si este elixir de la vida se pierde, muchas proteínas pueden madurarse no más correctamente. Al mismo tiempo, el daño oxidativo acumula en otra área de la célula, el cytosol. Esta interacción era previamente desconocida y ahora abre una nueva comprensión del envejecimiento, pero también de enfermedades neurodegenerative tales como Alzheimer o Parkinson.

Cada célula consiste en diversas divisiones. Una de ellas es el retículo endoplásmico (ER). Aquí, proteínas que entonces se secretan e.g en la circulación sanguínea, tal como insulina o anticuerpos del sistema inmune, maduras en un ambiente oxidativo. Un tipo de control de calidad, supuesto homoeostasis redox, se asegura de que el entorno oxidativo esté mantenido y los puentes de disulfuro puede formar. Los puentes de disulfuro forman y estabilizan la estructura tridimensional de la proteína y son así esenciales para una función correcta de las proteínas secretores, e.g ésas que emigran en la sangre.

Equilibrio lanzado de balance

Los científicos en el für Molekulare Pharmakologie de Leibniz-Institut en Berlín ahora han mostrado, por primera vez, que el ER pierde su potencia oxidativa en la edad avanzada, que cambio el equilibrio reductor/oxidante - redox para corto - en esta división. Esto lleva a una disminución en la capacidad de formar los puentes de disulfuro que son tan importantes para el plegamiento de proteína correcto. Por consiguiente, muchas proteínas pueden madurarse no más correctamente y llegar a ser inestables.

Aunque, fuera sabido ya que la proteína creciente misfolding ocurre con la progresión del envejecimiento, no era sabido si el equilibrio redox es afectado. Asimismo, no era sabido que la baja de la potencia oxidativa en el ER también afecta al equilibrio en otra división de la célula: en la marcha atrás, a saber, el cytosol de otra manera proteína-reductor llega a ser más oxidante durante el envejecimiento, que lleva a la proteína el daño oxidativo sabido tal ésos causó por la baja de radicales libres.

“Hasta ahora, ha sido totalmente no entendible qué suceso en el retículo endoplásmico durante el proceso del envejecimiento. Ahora hemos tenido éxito en la contestación de esta pregunta,” dice al Dr. Janine Kirstein, primer autor del estudio, que se ha publicado en EMBO Journal*. Al mismo tiempo, los científicos podían mostrar que hay una correlación fuerte entre el homoeostasis de la proteína y el equilibrio de los redox. “Esto es absolutamente nuevo y nos ayuda a entender porqué las proteínas secretores llegan a ser inestables y pierden su función en edad avanzada y después de la tensión. Esto puede explicar porqué la inmunorespuesta disminuye como conseguimos más viejos,” al biólogo explica más lejos.

La tensión tiene los mismos efectos que el envejecimiento

Los investigadores también demostraron la disminución del entorno oxidativo del ER después de la tensión. Cuando sintetizaron las fibrillas amiloideas de la proteína en la célula, que causan enfermedades tales como enfermedad de Alzheimer, de Parkinson o de Huntington, fijan la misma cascada en el movimiento. Aparte de esto, podían mostrar que los amiloides que se sintetizan en cierto tejido también tienen efectos negativos sobre el equilibrio redox en otro tejido dentro del mismo organismo. La “tensión de la proteína lleva a los mismos efectos que el envejecimiento,” explica Kirstein. “Nuestras conclusión son así no sólo interesantes en lo que respecta al envejecimiento, pero también referentes a enfermedades neurodegenerative tales como Alzheimer.”

Para sus experimentos, las personas de investigadores utilizaron los nematodos - un sistema modelo establecido para los procesos de investigación del envejecimiento en un nivel molecular. Puesto que el nematodo es transparente, los investigadores podían utilizar los sensores fluorescencia-basados para medir la oxidación en las divisiones de célula individuales. Era así posible rastrear exacto en el nematodo vivo cómo la condición redox cambia con edad de avance. Además, la influencia de la agregación de la proteína en el homeostasis redox fue investigada en células cultivadas del origen humano. Los datos eran completo constantes con ésos del nematodo.

Usando las conclusión para determinar nuevos biomarkers diagnósticos

“Ganamos mucho discernimiento, pero también hemos aprendido que el envejecimiento es mucho más complejo que asumido previamente,” esfuerzo al biólogo Kirstein. Así, por ejemplo, el mecanismo de la transducción de la señal de la tensión del plegamiento de proteína al equilibrio redox - dentro de la célula a partir de una división a otra y también entre dos diversos tejidos - sigue siendo totalmente no entendible.

Sin embargo, la investigación del envejecimiento ha tomado una medida importante adelante como resultado de las conclusión de Berlín, determinado puesto que promete una ventaja práctica. El equilibrio redox puede servir como base para los nuevos biomarkers para diagnosticar el envejecimiento y procesos neurodegenerative en el futuro. Janine Kirstein: “La aproximación es menos probable ser útil para los propósitos terapéuticos actualmente, pero el revelado de herramientas diagnósticas es ciertamente concebible.”

Source:

Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie