Descubren una proteína que potencia la energía de las células inmunitarias

Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) han descubierto una nueva proteína que potencia la producción de energía en el interior de las células inmunitarias y, por tanto, aumenta su poder de invasión de los tejidos para encontrar y destruir las infecciones. Además de mejorar las respuestas inmunitarias, los resultados podrían revolucionar nuestra comprensión de la regulación energética en las células de todo el cuerpo humano.

Descubrieron un programa doble que impulsa la producción de energía en el interior de las células inmunitarias, suministrando así la potencia necesaria para su invasión en los tejidos. Esta nueva vía está gobernada por una proteína no estudiada hasta ahora, a la que llamaron Atossa en honor a una reina persa. Aunque los experimentos se realizaron en la mosca de la fruta, los resultados de los investigadores muestran que proteínas similares en mamíferos presentan la misma función.

"Este trabajo puede dar lugar a nuevas perspectivas de la fisiología humana, ya que el aumento de la producción de energía es esencial en muchas células del cuerpo humano", afirma Shamsi Emtenani. Su trabajo en colaboración con el Centro de Investigación CeMM y el BioCentro de Viena, así como la Universidad de Albany (Estados Unidos) y la Universidad de Toronto (Canadá), se publica ahora en la revista de la Organización Europea de Biología Molecular 'EMBO'.

Para las células, apartar el entorno y entrar en los tejidos es energéticamente costoso. El sistema inmunitario aumenta la energía utilizando las mitocondrias, la central eléctrica interna de la célula. Las mitocondrias convierten diversos componentes, como el azúcar, en ATP, la moneda celular de la energía. Los investigadores han descubierto ahora que una proteína, la Atossa, orquesta una cascada que regula y mejora la capacidad de las mitocondrias para producir energía.

¿Cómo actúa Atossa?

"Atossa actúa como un pedal de aceleración y una palanca de cambios --explica la profesora Daria Siekhaus, coautora del estudio--. En primer lugar, la proteína activa dos enzimas metabólicas que ayudan a enviar más combustible a la fábrica mitocondrial, y en segundo lugar, cambia la mitocondria a una marcha superior".

Este cambio de marcha se debe a que Atossa aumenta los niveles de la proteína Porthos, una ARN helicasa que lleva el nombre de uno de los tres mosqueteros conocidos por su fidelidad al servicio de su reina. Entonces, Porthos ayuda al montaje de la maquinaria que permite la producción de proteínas a través de la traducción, incluyendo muchas que aumentan la actividad mitocondrial y, por tanto, la producción de energía.

Mediante imágenes en vivo de embriones de mosca de la fruta, los investigadores pudieron detectar una clara reducción de la migración celular en ausencia de Atossa. Además, la función de Atossa sólo es necesaria en las células pioneras.

Al igual que en una expedición a través de un matorral, las primeras células realizan el duro trabajo de despejar el camino con el machete y, por tanto, necesitan más energía. Con el apoyo del colaborador Thomas Köcher, del BioCentro de Viena, los científicos del ISTA compararon los niveles de energía con y sin el gen Atossa y confirmaron que, efectivamente, Atossa los mejora.

Sin embargo, un regulador maestro como Atossa no solo está presente en las moscas de la fruta. El código de la proteína responsable en las moscas es un 44 por ciento idéntico al de los seres humanos. De hecho, los investigadores demostraron que los genes de los mamíferos pueden sustituir la función de la proteína de la mosca de la fruta.

¿Qué supone el descubrimiento de Atossa?

"Estamos muy intrigados por las posibilidades que esto abre. Atossa podría tener una importancia clave en la regulación de la producción de energía. En las células inmunitarias, esto es relevante, por ejemplo, en la producción de anticuerpos y la especificación de los glóbulos blancos. Las proteínas similares a la Atossa también se encuentran en las células del cerebro. Aquí se ha demostrado que los defectos subyacen a las enfermedades neurodegenerativas", apunta Siekhaus, señalando futuras vías de investigación.

"El trabajo con las moscas es el lugar por excelencia para descifrar complicados mecanismos genéticos e identificar cosas nuevas. Hace falta un enorme valor y una gran inteligencia para analizar algo completamente inexplorado. Para mí, el trabajo de Shamsi, probando cada paso de la cascada, es un ejemplo de la mejor ciencia que se puede hacer en este campo", elogia Siekhaus a la iraní, que se incorporó a su laboratorio en 2015.

Shamsi Emtenani añade: "Me fijé en este gen concreto por curiosidad. Lo emocionante es que si eres el primero que descubre la función de un gen en el campo de la mosca de la fruta, tienes la oportunidad de ponerle nombre a su proteína".

Anteriormente indexada como CG9005, Emtenani bautizó la proteína como Atossa. Dado que las células pioneras se mueven en línea, una a una, casi como una corriente de agua, eligió el nombre de una reina persa del Imperio Aqueménida. "Atossa significa literalmente 'goteo' y conecta con mis antecedentes --explica--. También me pareció adecuado para una reina que comanda tres proteínas, una de ellas mosquetera, encargadas de hacer que las células invadan nuevos territorios".