Autora: Sara Wong
Tradducción: Cristina Maria Rios, editado por Jean Rodriguez Diaz
¿Qué tienen en común los humanos con la levadura que utilizan los panaderos? Sorprendentemente, ambos comparten una gran cantidad de información genética y son gobernados por muchos de los mismos procesos celulares. Aunque la levadura carece de órganos y extremidades como los humanos, esta trabaja similarmente a las células humanas y puede ser utilizada para estudiar una gran variedad de enfermedades que padecen los humanos. La levadura es barata, crece rápido y es fácil de manipular. Estas cualidades han permitido que los científicos que estudian a la levadura descubran nuevos genes y mecanismos que son comparables con los de otros organismos modelos, como los ratones. Un área de la investigación con levadura se enfoca en entender enfermedades neurodegenerativas, tales como las enfermedades de Parkinson y Alzheimer.
Enfermedades neurodegenerativas: Un papel transparente de embalaje en la salud humana
Las enfermedades neurodegenerativas están comúnmente asociadas a agregados de proteínas. Estos surgen cuando ciertas proteínas no están propiamente plegadas y se pegan unas con otras formando un grupo o agregado. Para la célula, lidiar con estos agregados de proteínas es como una persona torpe tratando de usar papel transparente de embalaje. La persona quiere cubrir sus sobras de comida, pero en lugar, el papel termina pegándose a sí mismo y perdiendo su utilidad. Estas personas seguirán tratando de sacar más papel del rollo – en el caso de la célula, hacer más proteína – pero se sigue pegando más y más a sí mismo. Al final, lo que queda es una gran cantidad de papel de embalaje que no se puede utilizar y un plato de comida descubierto. En los agregados de proteínas, las proteínas se pegan unas a otras formando un desorden que la célula tiene que remover. Más aun, la función de esta proteína también se pierde en la célula. La combinación de estos eventos puede causarle mucho estrés a la célula y reducir su habilidad de funcionar adecuadamente, ya que la célula se ve forzada a utilizar más energía en limpiar este desorden y compensar por la función de estas proteínas perdidas. Cuando esto ocurre en neuronas (células que transmiten información en el cerebro), puede causar o empeorar enfermedades neurodegenerativas.
La levadura como un organismo modelo para enfermedades del cerebro
Varios laboratorios han manipulado la levadura para formar estos agregados de proteína e imitar enfermedades neurodegenerativas. Estos modelos de levadura son utilizados para llevar a cabo descubrimientos médicos. Por ejemplo, unos investigadores querían encontrar drogas que pudiesen tratar la enfermedad de Parkinson, una enfermedad neurodegenerativa que afecta el movimiento y balance en más de siete millones de personas alrededor del mundo. Para encontrar este tratamiento, los investigadores utilizaron levadura que produce agregados de alfa-sinucleína que están asociados con la enfermedad de Parkinson. Luego, buscaron drogas que impiden la formación de estos agregados. (1,2) Las drogas que lograron deshacerse de los agregados de proteína en levadura, ahora están siendo examinadas en ratones con la esperanza de que eventualmente puedan ser utilizadas para tratar pacientes humanos.
Un acercamiento similar fue utilizado para aprender más sobre esclerosis lateral amiotrófica (ELA), una enfermedad neurodegenerativa famosa por el “Ice Bucket Challenge”. En lugar de buscar drogas que detuvieran la formación de estos agregados, los investigadores querían encontrar proteínas celulares que pudieran afectar los agregados para entender mejor sus procesos celulares. ELA ha sido atribuida a la formación de agregados de la proteína TDP-43. Los investigadores crearon levadura que producía agregados de TDP-43 y buscaron qué proteínas, al estar ausentes, prevenían la formación de estos agregados. De este estudio, los investigadores encontraron una proteína llamada Dbr1 que ayuda a degradar el ARN. Cuando Dbr1 no está presente, el ARN no se degrada y en cambio, se enlaza a TDP-43 evitando su agregación. En este caso, el ARN actúa como una esponja evitando los agregados de TDP-43. Esta investigación podría llevar al desarrollo de nuevas terapias para ELA en donde se utilice ARN ya encontrado en la célula para prevenir agregación de proteínas.
Permitámosle a la levadura levantarse hasta su mayor potencial
Como pueden ver, algo tan simple (y evolutivamente lejano de los humanos) como la levadura puede dar origen a nuevas terapias para tratar enfermedades neurodegenerativas complejas. Más aun, el valor de la levadura no está limitado al estudio de enfermedades neurodegenerativas. Varios laboratorios utilizan la levadura para estudiar los procesos de división celular y sus implicaciones en el cáncer. La levadura también es utilizada para producir grandes cantidades de drogas de alta calidad, como la insulina.
La próxima vez que disfrutes un pedazo de pan fresco y lo acompañes con un vaso de cerveza bien fría, recuerda que la levadura hace mucho más que solo proveernos comida y bebida. Los modelos de levadura nos están ayudando a entender las causas de enfermedades y les permiten a los investigadores encontrar y desarrollar mejores terapias y tratamientos para los humanos.
Acerca del autor
Sara es una estudiante doctoral en el Programa de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Michigan. Estudia cómo la célula entrega cargamento al lugar correcto en el momento correcto. Sara nació y se crió en la ciudad de Nueva York, donde recibió su grado de bachillerato de Macaulay Honors College en Queens College. Fuera del laboratorio, ella disfruta correr, pintar, escalar, cocinar y acariciar a los perros de sus amistades.
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