Descubierta una proteína crucial para mantener las células y prevenir el envejecimiento

Índice

• La importancia de los lisosomas y las mitocondrias
• La proteína HKDC1 ayuda a prevenir el envejecimiento

La importancia de los lisosomas y las mitocondrias

Los orgánulos sanos son esenciales para el funcionamiento de la célula, del mismo modo que los órganos sanos son esenciales para el bienestar humano. Ciertas estructuras subcelulares realizan funciones únicas dentro de la célula; por ejemplo, los lisosomas mantienen la limpieza de la célula, mientras que las mitocondrias proporcionan energía a la célula.

Los lisosomas son orgánulos celulares que se encuentran en el citoplasma de las células eucariotas. Estos orgánulos tienen la función de descomponer y reciclar componentes celulares, como proteínas, lípidos y carbohidratos. Mientras que las mitocondrias desempeñan un papel fundamental en la producción de energía celular mediante un proceso conocido como la respiración celular.

La gestión y el mantenimiento de estos dos orgánulos siguen siendo poco conocidos a pesar de que su daño se ha asociado con el envejecimiento, la senescencia celular y otras enfermedades. Investigadores de la Universidad de Osaka han descubierto ahora la HKDC1, una proteína esencial para el mantenimiento de estos dos orgánulos y, por tanto, ayuda a retrasar el proceso de envejecimiento de las células.

Aunque se desconocían los objetivos de una proteína conocida como TFEB, había indicios de que la proteína participaba en la preservación de la función de ambos orgánulos. Mediante el uso de inmunoprecipitación de cromatina, una técnica que permite la identificación de dianas proteicas en el ADN, el equipo comparó todos los genes activos de la célula en condiciones específicas.

Esto les permitió ser los primeros en demostrar que TFEB se dirige directamente al gen HKDC1 y que HKDC1 está regulado positivamente en respuesta al estrés mitótico o lisosomal.

La proteína HKDC1 ayuda a prevenir el envejecimiento

La proteína HKDC1, también conocida como hexocinasa dominio conteniendo 1, tiene una expresión específica en ciertos tejidos y en algunos tipos celulares. Su papel exacto y sus regulaciones específicas pueden variar y aún pueden ser objeto de investigación.

HKDC1 es esencial para que mediante el proceso conocido como mitofagia, se eliminen las mitocondrias dañadas y media el contacto entre las mitocondrias y los lisosomas, que es fundamental para la reparación lisosomal.

La eliminación metódica de las mitocondrias dañadas, o "mitofagia", es una forma de proteger a las mitocondrias del daño. Existen varias rutas de mitofagia diferentes y la mejor estudiada se basa en las proteínas Parkin y PINK1.

“Observamos que HKDC1 se co-localiza con una proteína llamada TOM20, que se encuentra en la membrana externa de las mitocondrias, y a través de nuestros experimentos, encontramos que HKDC1 y su interacción con TOM20 son fundamentales para la mitofagia dependiente de PINK1/Parkin”, explica el autor del estudio.

En pocas palabras, TFEB incorpora HKDC1 para ayudar a eliminar los desechos mitocondriales. ¿Pero qué pasa con los lisosomas? En este caso, TFEB y KHDC1 también son participantes importantes. Se ha demostrado que la reducción de HKDC1 en la célula interfiere con la reparación lisosomal, lo que sugiere que TFEB y HKDC1 ayudan en la recuperación del daño lisosomal.

“HKDC1 está localizado en las mitocondrias, ¿verdad? Bueno, esto también resulta ser crítico para el proceso de reparación lisosomal. Verá, los lisosomas y las mitocondrias se ponen en contacto entre sí a través de proteínas llamadas VDAC. En concreto, HKDC1 es responsable de interactuar con los VDAC; esta proteína es esencial para el contacto mitocondria-lisosoma y, por tanto, para la reparación lisosomal”.

Al preservar simultáneamente la integridad de estos dos orgánulos, las dos funciones distintas de HKDC1, que desempeñan funciones importantes en el lisosoma y las mitocondrias, contribuyen a la prevención de la senescencia celular. Este hallazgo brinda nuevas oportunidades para el tratamiento de trastornos relacionados con la edad, ya que el mal funcionamiento de estos orgánulos está asociado con el envejecimiento.

Ahora que se sabe que esta proteína es esencial para mantener el correcto funcionamiento de los lisosomas y las mitocondrias, fundamentales para la conservación de las células del organismo, hay que investigar cómo mantener niveles adecuados de esta proteína en el organismo para evitar que un déficit en la misma lleve a senescencia celular y daños en el ADN, causantes del envejecimiento y de enfermedades que aumentan el riesgo de mortalidad.