Un proceso celular descubierto en peces tiene importantes implicaciones para la investigación médica y la acuicultura

pez medaka (Oryzias latipes)

La autofagia es el proceso por el cual las células se degradan y reciclan sus propios componentes

La autofagia es el proceso por el cual las células se degradan y reciclan sus propios componentes. Ayuda a mantener la homeostasis, que es crucial para el adecuado funcionamiento celular.

Entre los diferentes subtipos de autofagia, la autofagia mediada por chaperona (CMA por sus singlas en inglés) ha sido objeto de especial atención en los últimos años debido al descubrimiento de que varias patologías humanas podrían estar asociadas a defectos de la CMA. Esta forma de autofagia se dirige selectivamente a proteínas que tienen una secuencia de péptidos específica (es decir, el motivo KFERQ) presente en muchas familias de proteínas.

En consecuencia, la CMA ayuda a degradar una amplia gama de proteínas y desempeña un papel esencial en la regulación de varias funciones celulares, incluida la transcripción génica, la reparación del ADN, la muerte y supervivencia celular, el metabolismo celular y el ciclo celular. Los defectos de la CMA se han relacionado con enfermedades humanas, incluidas enfermedades neurodegenerativas, ciertos tipos de cáncer, trastornos metabólicos y enfermedades del sistema inmunitario.

La CMA juega un papel funcional esencial en los peces

Hasta ahora, la ausencia de cualquier LAMP2A identificable, una proteína necesaria y limitante para la actividad de la CMA, fuera de los mamíferos y las aves, condujo al paradigma de que esta función celular carece de otros linajes de vertebrados. En 2018, investigadores franceses llevaron a cabo un análisis de transcriptoma a escala fina en peces utilizando la base de datos Phylofish y descubrieron que varias especies de peces tenían secuencias de transcripción que mostraban una alta homología con la versión de LAMP2A en mamíferos. Este hallazgo sugirió que la CMA ocurría en peces y había aparecido mucho antes durante la evolución de los vertebrados de lo que inicialmente se pensaba.

En un nuevo estudio, estos mismos investigadores han encontrado evidencia clara de esta afirmación. Al usar un reportero fluorescente utilizado previamente para rastrear la CMA en células de mamíferos, revelaron la existencia de una vía similar a la CMA en una línea celular de fibroblastos del pez medaka (Oryzias latipes).

Además, con el fin de abordar el papel fisiológico de Lamp2a en los peces, generaron la eliminación en el pez medaka de la variante de empalme lamp2a, y encontraron graves alteraciones en los metabolismos de carbohidratos y grasas, como se demostró previamente en el hígado de ratones deficientes de CMA. Tomados en conjunto, estos resultados muestran que la CMA no está restringida a aves y mamíferos: también ocurre en peces, donde juega un papel esencial en la regulación metabólica.

Implicaciones de investigación para una variedad de campos

Este descubrimiento proporciona una comprensión completamente nueva de la regulación del metabolismo en los peces y arroja nueva luz sobre la historia evolutiva de la CMA. Ofrece nuevas perspectivas en la investigación médica al permitir el uso de modelos genéticos complementarios, como el pez cebra o el medaka, para estudiar la CMA. Se sabe que las disfunciones en la CMA están involucradas en varias enfermedades, como la enfermedad de Parkinson, diabetes, trastornos del sistema inmunitario y ciertos tipos de cáncer.

En la investigación en acuicultura, este avance científico conducirá a una mejor comprensión de los mecanismos subyacentes a la modulación nutricional del metabolismo intermediario, y proporcionará nuevos criterios metabólicos, que pueden ayudar a aplicar nuevas estrategias de alimentación/reproducción para optimizar el potencial de crecimiento de los peces mientras se mantiene la calidad de los productos acuáticos y se reducen los impactos ambientales.

Artículo científico: Chaperone-Mediated Autophagy in the light of evolution: insight from fish

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