Muchas células están cubiertas de misteriosos agujeros grandes, poros que se han asociado con el sentido del gusto, así como con la enfermedad de Alzheimer, la depresión e incluso el asma. Conocer la estructura de estos agujeros ayudará a los investigadores a comprender mejor esta gama de asociaciones y proporcionará un plan para desarrollar nuevas terapias, explican los investigadores en 'Nature Structural & Molecular Biology'.
"Uno de los 'agujeros grandes' descubiertos más recientemente se llama moduladores de la homeostasis del calcio (CALHM, por sus siglas en inglés) --explica el profesor Furukawa, del Laboratorio Cold Spring Harbor--. Básicamente son poros en la superficie de algunas células, como las neuronas", que permiten que varias moléculas entren y salgan de la célula.
Los investigadores del laboratorio de Furukawa mostraron la estructura detallada de dos CALHM y cómo funcionan. "Si tienes grandes agujeros en las células, se podría pensar que las células se abrirían o reducirían", señala Johanna Syrjanen, investigadora postdoctoral que ayudó a dirigir la investigación. Sin embargo, agrega, las células con poros funcionales "permanecen bastante felices como están".
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Eso sugiere que estos poros son importantes para mantener la salud celular. Para investigar esto, los investigadores estudiaron dos tipos de poros. El poro CALHM1 está involucrado en la detección de sabores amargos o dulces, e incluso ese sabroso quinto sabor conocido como umami.
Este poro también está involucrado en el control de las vías respiratorias en los pulmones, lo que lo implica en el asma. Además, las mutaciones en los genes que dan forma a CALHM1 se han asociado con la enfermedad de Alzheimer.
Los investigadores también estudiaron otro poro, CALHM2, que podría estar involucrado en la depresión. Para su sorpresa, descubrieron que CALHM2 tiene un tamaño de poro mucho más grande en comparación con CALHM1.
"Presumiblemente, la apertura y cierre de estos poros está estrictamente regulada de alguna manera", explica Syrjanen. Esta apertura y cierre podría ser clave para la forma en que los poros influyen en el sabor o están asociados con la enfermedad. Para dar sentido a esto, "primero tenemos que poder visualizarlos y usar esa información como guía para futuros experimentos", precisa.
Para visualizar la estructura de CALHM1 y CALHM2, el laboratorio de Furukawa utilizó microscopía crioelectrónica, que dispara un electrón potente a través de una muestra rápidamente congelada para obtener imágenes. Luego, combinaron cuidadosamente las imágenes en varias orientaciones en un modelo tridimensional que resalta los detalles finitos de la estructura de cada poro.
"Hemos proporcionado a la ciencia el primer modelo de estos poros para diseñar compuestos terapéuticos --asegura Furukawa--. La esperanza es que dichos compuestos puedan ser efectivos en el tratamiento de enfermedades y trastornos como el Alzheimer y la depresión, y potencialmente en el asma".
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