Las enzimas son proteínas solubles encargadas de regular las reacciones químicas en el cuerpo. Uno de los primeros síntomas de la diabetes es la separación del endotelio, las capas de tejidos que recubren el interior de los vasos sanguíneos o el corazón, y las centrales energéticas que los generan. Este es el primer paso para la destrucción de la vasculatura, el conjunto de vasos sanguíneos. Un nuevo estudio científico ha hallado pruebas de que esta ruptura ocurre como consecuencia de una descompensación de enzimas.
El estudio realizado por la Escuela de Medicina de Georgia y publicado en ‘Cell Reports’ indica que los niveles de la enzima PDIA1 disminuyen en casos de diabetes. Esta enzima es responsable de la homeostasis de las células del endotelio, asegurándose de que las condiciones en el interior de las células sean estables y se puedan producir y reparar los vasos sanguíneos. Por otro lado, la actividad de la enzima Drp1, regulador clave en la fisión celular, se ve aumentada.
Este desequilibrio es el causante de que las células endoteliales y sus centrales energéticas se separen, generando un círculo vicioso en el que las mitocondrias generan demasiadas especies de oxígeno reactivo (ROS por sus siglas en inglés). Según el Doctor Masuko Ushio-Fukai, biólogo vascular del Centro Vascular de Biología de la Universidad de Augusta, la fractura de las centrales energéticas hace que más Drp1 se oxide y active, generando aún más especies de oxígeno reactivo. ‘La fisión induce a la fragmentación, que genera más ROS y contribuye a la oxidación del Drp1’, afirma Ushio-Fukai.
Consecuencia del desequilibrio enzimático
El ‘pegamento biológico’ que mantiene unidas las células del endotelio se separa, provocando que también lo hagan las células previamente conectadas y promoviendo la aparición de células inflamatorias como los macrófagos, generando aún más trastornos. Los descubrimientos proporcionan nuevos objetivos para los tratamientos por problemas de senescencia o envejecimiento asociados a las células del endotelio, como la diabetes o las enfermedades cardiovasculares. Una potencial forma de intervención será restaurar el equilibrio entre PDIA1 y Drp1 y frenar el alto nivel oxidativo propio de la diabetes.
Aunque algunas especies de oxígeno reactivo son necesarias para el correcto desarrollo de las funciones corporales, los altos niveles están asociados al envejecimiento de todo el cuerpo. En las células endoteliales, la mitocondria produce ROS, antes que el combustible celular ATP, para alimentar a las propias mitocondrias y que estas puedan producir la energía necesaria para alimentar la actividad celular. La energía proporcionada por las ROS es suficiente para mantener unidas las células de nuestros vasos sanguíneos pero no así para alimentar los músculos del corazón.
El estudio apunta a que este desequilibrio provoca otros efectos perjudiciales para la salud, destacando que la mitocondria, literalmente, se deshace en vez de seguir el proceso natural de fisión y fusión. Esta anomalía genera una mayor producción de ROS, que retroalimenta el problema.
Tras eliminar la enzima PDIA1 de las células endoteliales, se comprobó que los vasos sanguíneos presentaban un envejecimiento mayor del que les correspondía, con menor crecimiento celular y proliferación. Este comportamiento demostraba que la enzima era necesaria para el mantenimiento de las células endoteliales funcionales. La PDIA1 parece poseer una función directa en la regulación de la fisión del Drp1 y tiene la capacidad de rescatar las células de la fragmentación mitocondrial excesiva liberando más PDIA1 directamente en las células y en sus mitocondrias.
Otro de los resultados obtenidos durante el estudio estaba referido a la curación de heridas, problema común en casos de diabetes. Utilizando ratones con diabetes tipo 2, se les inyectaron PDIA1 de ratones sanos en los tejidos celulares endoteliales. Esto provocó una normalización en los niveles de proteínas y una mejora en la curación de heridas de los ratones con diabetes.
El siguiente paso, según el Doctor Ushio-Fukai, incluye desarrollar un inhibidor clínico de Drp1 y un sistema de suministro de PDIA1 que permita el uso de paquetes biológicos llamados exosomas, que las células utilizan para comunicarse e intercambiar sustancias.
Fuente: muyinteresante.es
