Estudios experimentales sobre una proteína denominada Myomerger sentaron las bases para un nuevo avance en biología celular. Ahora la ciencia sabe que esta proteína descubierta en 2017 induce la fusión de las células que dan lugar a la formación de las fibras musculares.
El hallazgo podría ser clave en la búsqueda de nuevas estrategias para el tratamiento de enfermedades o lesiones que afectan tejidos musculares, como la distrofia muscular, un conjunto de patologías hereditarias que causan degeneración y debilidad del músculo esquelético.
La investigación tiene como protagonistas a científicos del CONICET, la UNCUYO y la Universidad de Florida. En febrero pasado, llegó a la portada de Biochemistry, una revista de la Sociedad Estadounidense de Química (American Chemical Society).
Algunos detalles de la investigación
El estudio destaca que Myomerger induce la hemifusión, un paso crucial durante la fusión de membranas celulares, y regula la expansión de los poros de fusión, previo a que las células se fusionen completamente. En este caso, esta proteína se ocupa de la fusión de mioblastos, células que dan lugar a la formación de las fibras musculares.
“Los procesos de fusión de membrana son elementales en biología celular. Durante estos eventos ocurren estados intermedios llamados de hemifusión. Nosotros determinamos que Myomerger participa en estos fenómenos. Encontramos que altas concentraciones de esta proteína favorecen la transición entre algunos de estos estados intermedios y retrasan la expansión de los poros de fusión, que es la última etapa de la fusión de membranas”, explica Diego Masone, responsable del trabajo.
Luego de casi un año de simulaciones numéricas, realizadas en el Centro de Computación de Alto Desempeño de la Universidad Nacional de Córdoba (CCAD-UNC), el grupo de investigadores logró describir cómo la proteína Myomerger interacciona con las membranas de las células mientras estas se fusionan, pasando por los distintos intermedios de hemifusión.
“En principio no sabíamos cuál era el mecanismo de la proteína, o cómo participa del proceso general de fusión de membranas. Teníamos alguna sospecha, por estudios previos, todos ellos experimentales, y no muchos, porque la proteína ha sido descubierta recientemente, en 2017 —detalla Masone—. Por eso pensamos que iba a ser una buena oportunidad hacer un estudio basado en simulaciones numéricas, aprovechando la maquinaria de software que ya habíamos desarrollado para estudiar otros eventos de fusión a los que nos dedicamos en el laboratorio”.
El reciente descubrimiento se publicó en la portada de la revista Biochemistry.
Estos resultados son relevantes porque Myomerger ha sido asociada con la distrofia muscular, un conjunto de enfermedades hereditarias que debilitan progresivamente los músculos, produciendo dificultades para realizar actividades cotidianas y, eventualmente, complicando el funcionamiento de órganos vitales, como el corazón y los pulmones.
“En la distrofia muscular los procesos normales de reparación y regeneración muscular están alterados. Se piensa que fusógenos como Myomerger podrían estar anormalmente activos en las fibras musculares de las personas con distrofia muscular, entonces disminuir la actividad de esta proteína podría tener fines terapéuticos para esta enfermedad”, precisa el científico.
Lo que se viene
A partir de ahora, el equipo continuará trabajando en el estudio de los mecanismos de transformación que ocurren durante la fusión de las membranas celulares en presencia de proteínas asociadas a diferentes aspectos de la salud humana. “Apuntamos a entender estos mecanismos porque ese es el primer paso para desarrollar ideas que nos permitan obtener un resultado específico. Primero hay que saber cómo funcionan, describirlos, para luego poder alcanzar un fin terapéutico”, concluye el científico.
Diego Masone investiga puertas adentro del Laboratorio de Biología Computacional del Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM), instituto de doble dependencia CONICET-UNCUYO. El equipo que dirige está integrado por los investigadores Ary Lautaro Di Bartolo (Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, FCEN, UNCUYO), Luis Mariano Polo (IHEM) y Marcelo Caparotta (Universidad de Florida).
Masone y Di Bartolo comparten la autoría de otro trabajo. En 2022 lograron describir el funcionamiento de una proteína clave para la sinapsis neuronal.
