La proteína sirve como punto de ruptura para la ruptura de la membrana celular durante la muerte celular

Todos los días, millones de células mueren en nuestro cuerpo. Las células no estallan simplemente al final de sus vidas, sino que una proteína específica sirve como punto de ruptura para la ruptura de la membrana celular. Investigadores de la Universidad de Basilea ahora han podido dilucidar el mecanismo exacto a nivel atómico. Han publicado sus resultados en Naturaleza.

La muerte celular es crucial para todos los organismos. Las células dañadas o las células infectadas con virus o bacterias se eliminan a sí mismas iniciando un programa «suicida» incorporado, que previene el desarrollo de tumores y la propagación de patógenos en el cuerpo.

Hasta hace poco, se suponía que las células simplemente estallaban y morían al final de su vida. Ahora, investigadores del Biozentrum de la Universidad de Basilea, la Universidad de Lausana y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Biosistemas (D-BSSE) de ETH Zurich han proporcionado nuevos conocimientos sobre el paso final de la muerte celular. en el diario Naturaleza, describen cómo una proteína llamada ninjurin-1 se ensambla en filamentos que funcionan como una cremallera y abren la membrana celular, lo que lleva a la desintegración de la célula. Los nuevos conocimientos son un hito importante en la comprensión de la muerte celular.

La proteína actúa como un punto de ruptura en la membrana celular.

Varias señales, como los componentes bacterianos, activan la maquinaria de muerte celular. En la etapa final de este proceso, la membrana protectora de la célula se ve comprometida por pequeños poros que permiten que los iones fluyan hacia la célula. «El entendimiento común era que la célula luego se hincha hasta que finalmente estalla debido al aumento de la presión osmótica», explica el profesor Sebastian Hiller, que dirige un grupo de investigación en el Biozentrum de la Universidad de Basilea. «Ahora estamos resolviendo cómo se rompen realmente las células. En lugar de reventar como un globo, la proteína ninjurin-1 proporciona un punto de ruptura en la membrana celular, provocando la ruptura en sitios específicos».

Utilizando técnicas avanzadas como microscopios de alta sensibilidad y espectroscopia de RMN, los científicos han podido dilucidar el mecanismo por el cual ninjurin-1 induce la ruptura de la membrana a nivel de átomos individuales. Ninjurin-1 es una pequeña proteína incrustada en la membrana celular.

«Al recibir la orden de suicidio, dos proteínas ninjurin-1 inicialmente se agrupan y abren una cuña en la membrana», explica Morris Degen, primer autor del estudio y Ph.D. estudiante en el Ph.D. Escuela del Instituto Suizo de Nanociencia. «Grandes lesiones y agujeros se forman por muchas proteínas adicionales que se unen a la cuña inicial. De esta manera, la membrana celular se abre pieza por pieza hasta que la célula se desintegra por completo». A continuación, el servicio de limpieza del propio cuerpo elimina los restos celulares.

«Ahora es evidente que las células no estallan sin ninjurin-1. Se hinchan hasta cierto punto debido a la entrada de iones, pero la ruptura de la membrana depende de la función de esta proteína», agrega Hiller. «El capítulo de los libros de texto sobre la muerte celular se ampliará con estos hermosos conocimientos estructurales».

La comprensión más profunda de la muerte celular facilitará la búsqueda de nuevos objetivos farmacológicos. Las intervenciones terapéuticas para tratar el cáncer son concebibles, ya que algunas células tumorales evaden la muerte celular programada. Además, en el caso de la muerte celular prematura observada en enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson o en condiciones potencialmente mortales como el shock séptico, los fármacos que interfieren en este proceso podrían ser una posible opción de tratamiento.