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El estudio de la función lysosomal durante mitosis revela el nuevo biomarker para la inestabilidad cromosómica

Las personas del instituto de investigación biomédico de Bellvitge (IDIBELL) y de la universidad de Barcelona (UB), en colaboración con un investigador de la clínica de Mayo y la universidad de Minnesota, han descrito que los lisosomas y los procesos autophagy son activos durante mitosis y son necesarios para una división celular correcta. Los lisosomas y autophagy eliminan y reciclan componentes celulares dañados; así, la actividad lysosomal sostiene la función correcta de la célula y su dysregulation se asocia a varias enfermedades incluyendo cáncer, el neurodegeneration, o los desordenes asociados al envejecimiento.

En el estudio publicado en el gorrón de Autophagy, las personas llevadas por el Dr. Caroline Mauvezin demostraron que los lisosomas son activos y degradan selectivamente las proteínas específicas durante mitosis, y que ocurren los cambios en la separación del cromosoma cuando se compromete la función lysosomal.

La comprensión del papel de lisosomas y autophagy en la separación de cromosomas durante mitosis llevó a otro descubrimiento. Cuando esta separación es afectada defectuoso, las células de hija presentan un núcleo con una morfología toroidal, con la aparición de un orificio. Esta morfología determinada representa un nuevo biomarker potencial para la identificación de células con inestabilidad cromosómica.

El estudio conecta dos campos de investigación importantes en biología celular: autophagy y división celular. En el contexto de cáncer, las drogas que afectan específicamente a cada uno de estos procesos se estudian como estrategias terapéuticas. Nuestros resultados ofrecen una nueva perspectiva que conecte estos dos procesos dominantes implicados en la proliferación del tumor.”

El Dr. Caroline Mauvezin

Núcleo toroidal, un nuevo biomarker de la inestabilidad cromosómica

Este estudio describe, por primera vez, que las células que han sufrido desvíos durante la separación del cromosoma, debido a los cambios de la función lysosomal o por otras tensiones, presenta un núcleo con una morfología toroidal después de que dividieran.

El Dr. Eugenia Almacellas, el primer autor del estudio y del IDIBELL y facultad de las ciencias de la farmacia y de la alimentación de la pieza de UB, indica que la “mitosis es un proceso rápido que ocurre en poco tiempo, y debido a esa detección de desvíos en tal pequeña proporción de células es muy desafiador”. Y ella agrega “por eso el núcleo toroidal es un biomarker tan interesante, puesto que permite la detección de las células que han sufrido desvíos mitotic en una proporción mucho más amplia de células”.

Hasta ahora, el único biomarker para determinar inestabilidad cromosómica era el micronúcleo. El trabajo llevó por los presentes del Dr. Mauvezin el núcleo toroidal como nueva herramienta complementaria para descubrir inestabilidad cromosómica.

Lisosomas y autophagy en mitosis

La participación de lisosomas y el autophagy en mitosis sigue siendo un tema polémico, algunos estudios proponen que estén inactivos durante la división celular proteger el material genético contra la degradación, y otros indican cierta actividad de estos organelos. La actual investigación estudió diversas variedades de células del tumor, y ha encontrado que los lisosomas y autophagy son activos durante mitosis y son necesarios para el proceso.

El equipo de investigación ha determinado más de 100 nuevas proteínas degradadas específicamente por lisosomas durante mitosis. Entre ellos, encontraron las proteínas implicadas directamente en la segregación del cromosoma, soportando el papel esencial de estos organelos para la división celular correcta. Este trabajo sirve como precedente para el estudio de los mecanismos responsables de la degradación de proteínas mitotic esenciales prevenir inestabilidad cromosómica.

Source:
Journal reference:

Almacellas, E., et al. (2020) Lysosomal degradation ensures accurate chromosomal segregation to prevent chromosomal instability. Autophagy. doi.org/10.1080/15548627.2020.1764727.