{"id":221837,"date":"2016-08-02T13:25:44","date_gmt":"2016-08-02T16:25:44","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/?p=221837"},"modified":"2016-08-05T16:11:54","modified_gmt":"2016-08-05T19:11:54","slug":"el-destino-de-las-celulas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/el-destino-de-las-celulas\/","title":{"rendered":"El destino de las c\u00e9lulas"},"content":{"rendered":"

\"Mitoc\u00f4ndria01\"<\/a>No son tan s\u00f3lo los genes los que definen el destino de las c\u00e9lulas. Ni tampoco lo es el ambiente en que se desarrollan. Ahora se sabe que algunas de sus estructuras internas incidir\u00edan en la funci\u00f3n que \u00e9stas desempe\u00f1ar\u00e1n una vez que maduren. Una de esas estructuras capaces de alterar la funci\u00f3n de las c\u00e9lulas son las mitocondrias, org\u00e1nulos que se encargan de la producci\u00f3n de energ\u00eda. Un grupo de cient\u00edficos brasile\u00f1os y estadounidenses coordinado por la m\u00e9dica Alicia Kowaltowski y por la bi\u00f3loga Maria Fernanda Forni, ambas del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IQ-USP), comprob\u00f3 que la forma y el tama\u00f1o de las mitocondrias ayudan a definir el tipo de tejido que las c\u00e9lulas madre adultas podr\u00edan originar.<\/p>\n

En experimentos realizados en laboratorio, los investigadores extrajeron c\u00e9lulas madre adultas de la piel de ratones y, mediante est\u00edmulos qu\u00edmicos, las indujeron a transformarse en c\u00e9lulas \u00f3seas, cartilaginosas o adiposas. Durante ese proceso de maduraci\u00f3n, al cual se lo denomina diferenciaci\u00f3n o especializaci\u00f3n celular, observaron las transformaciones que iban sufriendo las mitocondrias. Los resultados, que se presentaron en el mes de diciembre en un art\u00edculo publicado en la revista Stem Cells<\/em>, sugieren que la morfolog\u00eda y el tama\u00f1o de las mitocondrias, que pueden ser grandes y oblongas o peque\u00f1as y redondeadas, ser\u00edan uno de los factores determinantes para la diferenciaci\u00f3n celular.<\/p>\n

La maduraci\u00f3n de las c\u00e9lulas constituye un proceso complejo, y en gran medida a\u00fan desconocido, donde interact\u00faan diversas v\u00edas moleculares que, frecuentemente, se influyen mutuamente. Mediante este proceso, las c\u00e9lulas adquieren caracter\u00edsticas espec\u00edficas. Las c\u00e9lulas adiposas, por ejemplo, se especializan en almacenar energ\u00eda. Para una mejor comprensi\u00f3n de este evento complicado, Kowaltowski y Forni resolvieron analizar la din\u00e1mica de las mitocondrias, org\u00e1nulos que atraen la atenci\u00f3n de los cient\u00edficos en los \u00faltimos a\u00f1os porque se las asocia con el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas, la diabetes y tambi\u00e9n con el aumento del apetito y la acumulaci\u00f3n de grasas (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 212<\/em><\/a>).<\/p>\n

Durante mucho tiempo se consider\u00f3 que las mitocondrias permanec\u00edan est\u00e1ticas e inmutables en el interior de las c\u00e9lulas. Sin embargo, durante la \u00faltima d\u00e9cada, diversos estudios demostraron que son bastante din\u00e1micas. Las mitocondrias pueden fundirse unas con otras, generando equivalentes mayores y m\u00e1s alargados. Incluso pueden dividirse originando mitocondrias menores y con formato redondeado. Varias prote\u00ednas coordinan esa din\u00e1mica mitocondrial. Una de ellas, la mitofusina 2, les ayuda a esos org\u00e1nulos a unirse y estirarse. En tanto, la prote\u00edna DRP1 resulta fundamental para que \u00e9stas se dividan y originen org\u00e1nulos menores. Las mitocondrias m\u00e1s largas producen una proporci\u00f3n mayor de energ\u00eda bajo la forma de trifosfato de adenosina (ATP, seg\u00fan su sigla en ingl\u00e9s), una mol\u00e9cula que acumula mucha energ\u00eda en sus uniones qu\u00edmicas. Las menores son menos eficientes en la producci\u00f3n de ATP.<\/p>\n

\"Mitoc\u00f4ndria02\"<\/a>Especializaci\u00f3n<\/strong>
\nEn un estudio publicado en la revista Stem Cells<\/em>, el grupo de la USP indujo a c\u00e9lulas madre a especializarse y analiz\u00f3 c\u00f3mo iban variando la forma y la funci\u00f3n de las mitocondrias, as\u00ed como la producci\u00f3n de mitofusina 2 y DRP1. Los cient\u00edficos tambi\u00e9n evaluaron el metabolismo energ\u00e9tico de las c\u00e9lulas midiendo el consumo de ox\u00edgeno de las mitocondrias. Mediante un proceso al que se denomina respiraci\u00f3n celular, estos org\u00e1nulos emplean el ox\u00edgeno para romper las mol\u00e9culas de az\u00facar (glucosa), generando energ\u00eda en forma de ATP.<\/p>\n

Los investigadores notaron que, durante la diferenciaci\u00f3n celular, la producci\u00f3n de mitofusina 2 y DRP1 variaba de acuerdo con el destino de la c\u00e9lula. \u201cLas c\u00e9lulas que se convert\u00edan en hueso o tejido adiposo produc\u00edan m\u00e1s mitofusina 2 y ten\u00edan mitocondrias alargadas, mientras que las que se transformaban en cart\u00edlago sintetizaban m\u00e1s DRP1 y conten\u00edan mitocondrias de menor tama\u00f1o y redondeadas\u201d, dice Forni. Las c\u00e9lulas con mitocondrias oblongas respiraban m\u00e1s \u2012y produc\u00edan mayor cantidad de energ\u00eda\u2012 que aqu\u00e9llas con mitocondrias esf\u00e9ricas. De acuerdo con algunas hip\u00f3tesis, las mitocondrias m\u00e1s alargadas producir\u00edan m\u00e1s energ\u00eda porque dispondr\u00edan de una mayor cantidad de copias de las enzimas involucradas en el ciclo de Krebs, la secuencia de reacciones qu\u00edmicas que produce ATP.<\/p>\n

\u00bfCausa o consecuencia?<\/strong>
\nPero a\u00fan quedaban dudas. Esos resultados no permit\u00edan saber si la modificaci\u00f3n de la forma y el tama\u00f1o de las mitocondrias estaban encauzando el destino de la c\u00e9lula o si, por el contrario, era la funci\u00f3n final de la c\u00e9lula lo que defin\u00eda la morfolog\u00eda de las mitocondrias. Para salir de dudas, fueron necesarios nuevos experimentos. Entonces Kowaltowski y Forni decidieron restringir la s\u00edntesis de mitofusina 2 en las c\u00e9lulas con mitocondrias alargadas y bloquear la producci\u00f3n de DRP1 en las que presentaban org\u00e1nulos peque\u00f1os y esf\u00e9ricos.<\/p>\n

Para sorpresa de todos, cuando las mitocondrias cesaron de fundirse o dividirse, las c\u00e9lulas perdieron la capacidad de diferenciarse. \u201cNo lograban transformarse en c\u00e9lulas maduras\u201d, dice Forni. \u201cEsto significa que la alteraci\u00f3n morfol\u00f3gica de las mitocondrias resulta esencial para la diferenciaci\u00f3n de las c\u00e9lulas madre\u201d, concluy\u00f3. A juicio de las investigadoras, esa misma influencia se producir\u00eda en otros tipos de c\u00e9lulas madre.<\/p>\n

El grupo se propone ahora comparar a ratones sometidos a diferentes tipos de dieta: una libre, donde los animales pueden comer cuando y cuanto deseen, y otra, controlada, para verificar el impacto de la alimentaci\u00f3n sobre el metabolismo mitocondrial, y si esto interfiere en la diferenciaci\u00f3n de las c\u00e9lulas madre.<\/p>\n

Proyectos
\n1.<\/strong> Bioenerg\u00e9tica, transporte i\u00f3nico, balance redox y metabolismo del ADN en las mitocondrias (n\u00ba 2010\/51906-1<\/a>); Modalidad<\/strong> Apoyo a la Investigaci\u00f3n \u2013 Tem\u00e1tico; Investigadora responsable<\/strong> Alicia Juliana Kowaltowski (IQ-USP); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 2.219.960,89
\n2.<\/strong> Los efectos de la restricci\u00f3n cal\u00f3rica sobre la morfolog\u00eda, la din\u00e1mica, la bioenerg\u00e9tica y el estado redox mitocondrial (n\u00ba 2013\/04871-6<\/a>); Modalidad<\/strong> Becas en el Pa\u00eds \u2013 Posdoctorado; Investigadora responsable<\/strong> Alicia Juliana Kowaltowski (IQ-USP); Becaria<\/strong> Maria Fernanda Pereira de Ara\u00fajo Demonte Forni (IQ-USP); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 244.304,00<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nFORNI, M. F. et al<\/em>. Murine mesenchymal stem cell commitment to differentiation is regulated by mitochondrial dynamics<\/a>. Stem Cells<\/strong>. dic. 2015.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La forma y el tama\u00f1o de las mitocondrias influyen en la madurez celular","protected":false},"author":346,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[],"coauthors":[662],"class_list":["post-221837","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/221837","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/346"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=221837"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/221837\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=221837"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=221837"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=221837"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=221837"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}