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Investigadores liderados por el bioquímico Carlos López-Otín y pertenecientes al Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Oviedo y al Instituto de Oncología del Principado de Asturias han descubierto una nueva función para la autofagia, un proceso esencial para el mantenimiento celular. Gracias a la generación de ratones con autofagia reducida y al estudio de sus alteraciones a nivel molecular, los investigadores han descubierto que la renovación celular protege frente a la pérdida de equilibrio y otros trastornos del oído interno, como el vértigo.
Se ha establecido una nueva y sorprendente función para el proceso de autofagia, esencial para el mantenimiento y la renovación de las células, que disminuye con la edad de forma progresiva. “Al eliminar el gen que codifica una de las proteasas que regulan el proceso de autofagia en el organismo, la autofagina-1, nos sorprendió observar que los ratones presentaban alteraciones en su comportamiento típicas de los desórdenes del oído interno relacionados con deficiencias en el equilibrio y en la percepción de la aceleración”, afirma Guillermo Mariño, investigador asturiano que ha participado en el trabajo y que actualmente se encuentra en el Institut Gustave Roussy de París.
Como indican los investigadores, ha sido especialmente relevante para este trabajo haber desarrollado un modelo animal que en lugar de una carencia total de autofagia, como los disponibles hasta ahora, presenta una reducción de esta actividad celular. En este caso, “lo significativo de los ratones que hemos generado es que presentan niveles anormalmente reducidos de autofagia y no una ausencia total de la misma como los modelos desarrollados hasta el momento. De hecho, la carencia total de autofagia desencadena la muerte del organismo a las pocas horas de su nacimiento. Gracias a esta ventaja, nuestros ratones permiten estudiar las funciones fisiológicas de la autofagia”, indica Guillermo Mariño.
Una de las potenciales aplicaciones de este trabajo en la vertiente clínica es el diseño de fármacos específicos que puedan activar una autofagia deficiente y mejorar los síntomas de las personas que sufren vértigo. De forma más general, este descubrimiento permitiría avanzar en el tratamiento de otros trastornos relacionados con la disminución de actividad autofágica en las células, explican los investigadores, aunque matizan que las patologías relacionadas son extremadamente complejas y en ellas influyen múltiples factores.
Cristales en equilibrio
Los ratones modificados en laboratorio para no producir autofagina-1 avanzaban en círculos, tenían la cabeza inclinada hacia un lado y eran incapaces de nadar. “Observamos que los ratones con menor actividad autofágica presentaban defectos en la otoconia del oído interno, lo que les hacía perder su capacidad de orientarse espacialmente”, explica Guillermo Mariño.
La otoconia es una región del oído interno formada por microcristales de carbonato cálcico conectados a terminales sensoriales. Al variar la posición de nuestra cabeza, los cristales tienden a orientarse hacia el suelo y los terminales sensoriales a los que están conectados recogen la información, lo que nos proporciona el sentido del equilibrio y la percepción de la aceleración.
Línea de futuro
Aunque desde hace años se conocen los mecanismos del sentido del equilibrio a nivel fisiológico, aún quedan numerosas incógnitas acerca de su funcionamiento a escala molecular. Es precisamente en este campo donde la investigación liderada por Carlos López-Otín ha aportado nuevos datos.
El equipo continuará trabajando para conocer mejor las autofaginas, un tipo de proteasas que regulan el proceso de autofagia celular y que pueden desempeñar funciones importantes como supresores tumorales. “Esperamos continuar estudiando los efectos de la eliminación de los genes que expresan estas proteasas, tanto en solitario como en distintas combinaciones, y observar sus efectos frente a distintas situaciones inductoras de estrés celular incluyendo el cáncer”, avanza Guillermo Mariño.
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Texto del artículo en The Journal of Clinical Investigation: Autophagy is essential for mouse sense of balance
- Comentario sobre el hallazgo en The Journal of Clinical Investigation y en Science
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