Los investigadores han descubierto que las proteínas de los tardígrados, conocidos por sobrevivir en condiciones extremas, pueden ralentizar los procesos moleculares en las células humanas, lo que ofrece aplicaciones prometedoras en la investigación del envejecimiento y el almacenamiento celular. Este descubrimiento allana el camino para el desarrollo de nuevas tecnologías para mejorar la salud humana y tratar enfermedades.
Investigadores de la Universidad de Wyoming han avanzado en nuestra comprensión de cómo los tardígrados sobreviven en condiciones extremas y han demostrado que las proteínas de las criaturas microscópicas expresadas en las células humanas pueden ralentizar los procesos moleculares.
Esto convierte a las proteínas tardígradas en candidatos potenciales en tecnologías centradas en ralentizar el proceso de envejecimiento y el almacenamiento a largo plazo de células humanas.
El nuevo estudio, publicado en la revista Ciencia de las proteínas, examina los mecanismos utilizados por los tardígrados para entrar y salir de la animación suspendida cuando enfrentan estrés ambiental. Dirigida por la científica investigadora principal Silvia Sánchez-Martínez en el laboratorio del profesor asistente del Departamento de Biología Molecular de la Universidad de Washington, Thomas Boothby, la investigación proporciona evidencia adicional de que las proteínas tardígradas podrían eventualmente usarse para hacer que los tratamientos que salvan vidas estén disponibles para las personas donde la refrigeración no es posible. y mejorar el almacenamiento de terapias basadas en células como las células madre.
Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, miden menos de medio milímetro de largo y pueden sobrevivir completamente secos; estando congelado justo encima cero absoluto (alrededor de menos 458 grados Fahrenheit, cuando se detiene todo movimiento molecular); calentado a más de 300 grados Fahrenheit; irradiado varios miles de veces más allá de lo que un ser humano podría soportar; e incluso sobrevivir al vacío del espacio exterior.
La científica investigadora principal de la Universidad de Wyoming, Silvia Sánchez-Martínez, izquierda, y el profesor asistente del Departamento de Biología Molecular, Thomas Boothby, dirigieron una nueva investigación que proporciona evidencia adicional de que las proteínas tardígradas podrían eventualmente usarse para hacer disponibles tratamientos que salven vidas de personas donde la refrigeración no es posible. Crédito: Vindya Kumara
Resultados de la investigación y direcciones futuras.
Sobreviven entrando en un estado de animación suspendida llamado biostasis, utilizando proteínas que forman geles dentro de las células y ralentizan los procesos vitales, según una nueva investigación dirigida por la Universidad de Washington. Los coautores del estudio provienen de instituciones que incluyen Universidad de Bristol en el Reino Unido, la Universidad de Washington en St. Louis, la Universidad de California-Merced, la Universidad de Bolonia en Italia y la Universidad de Amsterdam en los Países Bajos.
Sánchez-Martínez, que vino del Instituto Médico Howard Hughes para unirse al laboratorio de Boothby en la Universidad de Washington, fue el autor principal del artículo.
«Sorprendentemente, cuando introducimos estas proteínas en las células humanas, forman un gel y ralentizan el metabolismo, al igual que en los tardígrados», dice Sánchez-Martínez. «Además, al igual que los tardígrados, cuando se ponen en biostasis células humanas que tienen estas proteínas, se vuelven más resistentes al estrés, impartiendo algunas de las capacidades de los tardígrados a las células humanas».
Es importante destacar que las investigaciones muestran que todo el proceso es reversible: «Cuando se alivia el estrés, los geles tardígrados se disuelven y las células humanas vuelven a su metabolismo normal», dice Boothby.
«Nuestros hallazgos brindan una vía para buscar tecnologías centradas en inducir la biostasis en células e incluso en organismos completos para retardar el envejecimiento y mejorar el almacenamiento y la estabilidad», concluyeron los investigadores.
Búsqueda anterior realizado por el equipo de Boothby demostró que las versiones naturales y modificadas de las proteínas tardígradas se pueden usar para estabilizar un importante fármaco utilizado para tratar a personas con hemofilia y otras afecciones sin necesidad de refrigeración.
La capacidad de los tardígrados para sobrevivir al secado ha intrigado a los científicos, ya que las criaturas lo hacen de una manera que parece diferir de otros organismos con la capacidad de entrar en animación suspendida.
Referencia: “El ensamblaje lábil de una proteína tardígrada induce biostasis” por S. Sanchez-Martinez, K. Nguyen, S. Biswas, V. Nicholson, AV Romanyuk, J. Ramirez, S. Kc, A. Akter, C. Childs, E. K. Meese, E. T. Usher, G. M. Ginell, F. Yu, E. Gollub, M. Malferrari, F. Francia, G. Venturoli, E. W. Martin, F. Caporaletti, G. Giubertoni, S. Woutersen, S. Sukenik, DN Woolfson , AS Holehouse y TC Boothby, 19 de marzo de 2024, Ciencia de las proteínas.
DOI: 10.1002/pro.4941
La investigación fue financiada por Instituto Nacional de Saludoh NASA Instituto de Astrobiología y Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.
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