La serpina necrótica, la proteína que ‘frena’ a los
hongos
Un grupo de investigadores de CIC bioGUNE y del Centro Andaluz de Biología del
Desarrollo, liderados por el responsable de la Unidad 3 de Genómica Funcional, el británico
David Gubb, ha encontrado el mecanismo de regulación de la proteína Serpina (Serina
proteasa inhibidora) del suero gracias a la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster. La
investigación ha sido publicada en la prestigiosa revista científica ‘Plos Genetics’.
Las serpinas son un grupo numeroso de proteínas con estructuras similares, capaces
de inhibir enzimas del grupo de las proteasas. Debido a que las serpinas controlan
procesos celulares, como la resistencia a infecciones de hongos y bacterias, la
coagulación sanguínea o la inflamación, tienen un gran interés en la investigación
científica.
Según afirma David Gubb. “en los seres humanos las infecciones de hongos son muy
importantes sobre todo en casos en que el sistema de inmunidad está deprimido, por
ejemplo, en casos de VIH/SIDA, de medicación tras un trasplante de órganos, y hongos
como Aspergillus, muy corriente en seres humanos. En estos casos, pueden generar la
muerte en 24 horas. Mucha gente con sida muere por infecciones de hongos”.
Las serpinas han sido ampliamente estudiadas en mamíferos donde regulan múltiples
cascadas proteolíticas extracelulares. La coagulación, la inflamación y la ruta del
complemento son controladas por diferentes serpinas (α1-Antitrombina, α1-Antitripsina y
Inhibidor C1, respectivamente), mientras que el Inhibidor del Activador del
Plasminógeno tipo 1 modula la angiogénesis, afectando a la cicatrización de heridas o
el crecimiento tumoral.
El desorden en el metabolismo de la serpina subyace a un gran número de
enfermedades genéticas humanas, denominadas serpinopatías, asociadas al fallo en la
eliminación de polímeros de serpinas y a proteínas mutadas que producen moléculas
necróticas similares a los polímeros inactivos.
Hasta ahora era desconocido el mecanismo de degradación de las proteínas que
circulan en el plasma de la sangre de la mosca. Este proceso es importante en la vida
normal de los insectos y se convierte en crítico cuando se acumulan proteínas tóxicas.
En el caso de los seres humanos muchas proteínas que circulan por la sangre son
sintetizadas en el hígado. El hígado también reabsorbe y degrada proteínas que han
sido desnaturalizadas. En las moscas, muchas de las proteínas son producidas en el
cuerpo graso, que es el órgano que asume muchas de las funciones del hígado
humano. La investigación realizada, sin embargo, destaca que el proceso de ‘eliminar’
proteínas desnaturalizadas no se produce en el cuerpo graso de la mosca, sino en
células gigantes llamadas ‘células en guirnalda’.
El interés particular del equipo de investigadores radica en entender cómo se regula en
la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) la reacción inmune innata en infecciones
bacterianas y fúngicas. En los últimos años este organismo ha sido un modelo muy
potente para entender la reacción inmune humana. Por ejemplo, en humanos los
receptores de tipo Toll (familia de proteínas trasmembranas de tipo I que forman parte
del sistema inmune innato), que son muy sensibles a infecciones bacterianas y virales,
fueron descubiertos por su parecido al gen Toll (gen implicado en la respuesta inmune
innata de la mosca de la fruta).
Los humanos reaccionan a las infecciones mediante anticuerpos que atacan a los
patógenos invasores. Estos anticuerpos proporcionan protección duradera contra los
patógenos individuales. La respuesta de los anticuerpos, sin embargo, es lenta y puede
tardar semanas en desarrollarse y siempre tras una reacción innata producida por una
infección reciente.
En contraposición a esta respuesta ‘adquirida’, los humanos producen una reacción
innata que se produce por péptidos antimicrobiales y la activación de células de
fagocitosis. Si no fuera por esta reacción innata las infecciones podrían acabar con la
vida de los seres humanos antes de que nuestro cuerpo fuera capaz de generar nuevos
anticuerpos. La mosca de la fruta no tiene equivalente alguno al sistema de anticuerpos,
pero su reacción inmune innata es muy similar a la del humano.
En mutantes nulos para la serpina necrótica, la reacción inmune mediante Toll se activa
de forma constitutiva, incluso en ausencia de infección, sugiriendo que la proteína
necrotica bloquea la activación de la reacción inmune.
Más información en:
www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1000532
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