Descubren proteína que funciona como sensor de temperatura

Biología. Científicos del Instituto de Investigación Scripps, en La Jolla, California, han encontrado una segunda familia de sensores de temperatura o moléculas de termosensaciones.

Estaba leyendo sobre esta interesante investigación cuando de repente me pareció que me encontraba dentro de un vital, asombroso y complejo poema. Uno de los investigadores explicaba que las proteínas que han descubierto “traducen la temperatura, que es un estímulo físico, a una señal química: iones fluyendo dentro de las células”. La ‘magia’ que impulsa esa oración es puramente biológica y permite que seamos posibles; y es tan compleja, tan repleta de protagonistas y dependiente del producto de una relación inseparable de lo externo con lo interno, que sólo leer sobre el proceso que ocurre en las células es sobrecogedor. El otro día, por ejemplo, leía sobre la importancia de la temperatura cerebral a raíz de un nuevo aparato que han inventado para medirla sin tener que recurrir a medidas invasoras (iba a escribir sobre ello pero no tuve tiempo) y las vidas que puede salvar esta invención, especialmente en recién nacidos que llegan con problemas donde la práctica de hipotermia para bajar la temperatura cerebral puede detener el deterioro neuronal que muchos desórdenes que calientan el cerebro promueven.

Lo sentimos con la fiebre, esa importante señal del organismo de que algo anda mal; sin embargo, la investigación no había dado con los principales personajes moleculares en sentir la temperatura, nuestros termómetros internos que se encargan de decirle a las células del sistema inmune que algo anda mal. Ahora, científicos del Instituto de Investigación Scripps, en La Jolla, California, han encontrado una segunda familia de sensores de temperatura o moléculas de termosensaciones.

“Es el primer sensor específico en los linfocitos T, que juegan un papel central en la activación de células inmunes asesinas. La proteína, STIM1, ya tenía una función importante en el sistema inmunológico y era conocida como retículo endoplásmico (ER) o sensor de calcio, pero ahora hemos podido confirmar que también es un sensor de temperatura”, explica Ardem Patapoutian, en cuyo laboratorio han descubierto estos pocos sensores de temperatura hasta el momento.

Las proteínas a las que me refería al principio, que traducen el estímulo físico en señal química, fueron las primeras en ser descubiertas por el equipo y se conocen como TermoTRP y sus ‘empleadas’ son unas neuronas especializadas que llevan información sobre la temperatura al cerebro. Ahora comprendamos bien algo, la temperatura en el cuerpo varía de forma impresionante. Aunque el hipotálamo en el cerebro lleva la temperatura general del cuerpo, indicando cuando hay que sudar o cubrirse, la temperatura interna es regulada por células del sistema inmunológico que experimentan cambios dramáticos al moverse del bazo, 37 grados Celsius, a la piel con una temperatura de 33. Cuando la fiebre invade nuestro cuerpo, las cosas se vuelven más dramáticas.

“Hace mucho que nos preguntamos si la fiebre es beneficiosa para el sistema inmunológico y pensamos que al identificar estos sensores dentro de las mismas células inmunológicas tendremos más pistas sobre estas cuestiones mecánicas”, explica Bailong Xiao, coautor del estudio.

La importancia de esos canales de calcio

El asunto es bastante mecánico y ocurre alrededor del calcio. El calcio, por cierto, es protagonista en numerosas funciones celulares y de las células inmunológicas. Por ejemplo, un flujo sustancial de calcio activa la expresión genética y la proliferación celular. Pues bien, el asunto con la temperatura se da de la siguiente forma: las proteínas STIM1 se encuentran sentaditas en estas organelas donde las células almacenan el calcio, de repente, un cambio de temperatura ocurre en algún lugar del cuerpo y las proteínas organizan una reunión donde analizan lo que ocurre y deciden entonces activar a Orai1, una membrana que es miembro del importante canal de activación de calcio llamado CRAC, cuando STIM1 activa a Orai se activa también el importante flujo de calcio. Este complicado mecanismo es importantísimo, veamos por qué.

Es probable que conozcan un raro desorden conocido popularmente como “el niño burbuja” que es una enfermedad severa de inmunodeficiencia combinada, donde el individuo se queda completamente desprotegido, sin un sistema inmunológico que lo defienda. Pues bien, ha sido establecido que mutaciones en genes que regulan la codificación de STIM1 y Orai1 generan la enfermedad.

Un sensor para muchos tejidos

“Dado el amplio patrón de expresión de la proteína STIM1 nos parece que pueda funcionar como un sensor de temperatura en otros tejidos y no sólo en el inmunológico, incluyendo en la piel, el cerebro, el esqueleto y los músculos y hasta en las plaquetas de la sangre. Por ejemplo, cuando la proteína activa el calcio, las células de nuestros músculos son remodeladas luego de hacer ejercicio. Otro ejemplo lo vemos cuando nos cortamos, cuando las plaquetas se mueven hacia la herida para repararla, el cambio de temperatura activa a STIM1 y contribuye a la formación de coágulos”, explica Xiao.

Es muy temprano para saber cómo este conocimiento puede trasladarse a la aplicación médica, pero ciertamente contribuye para saber más sobre los numerosos y variados mecanismos que mantienen la vida que, como vemos, son tan complejos como asombrosos y muchas veces hasta parecen un poema.

En la red

Los resultados fueron publicados en el diario Nature Chemical Biology: http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/abs/nchembio.558.html

http://www.scripps.edu/


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