06:00 hrs.  25 julio de 2006

 

 

Boletín UNAM-DGCS-555

Ciudad Universitaria

 


Jorge Membrillo Hernández

 

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AVANZAN ESPECIALISTAS DE LA UNAM EN INVESTIGACIÓN SOBRE COMUNICACIÓN CELULAR

 

·        Informaron Jorge Membrillo Hernández, del IIBm, y Marcela Méndez Ortiz, del Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas de la UNAM

·        Permitirá en un futuro quizás manipular o modificar el comportamiento de las células bacterianas, y establecer métodos terapéuticos

 

En el Laboratorio de Microbiología y Genética Molecular del Instituto de Investigaciones Biomédicas (IIBm) de la UNAM, se estudia la comunicación celular, que se da a través de moléculas químicas, lo cual permitirá en un futuro manipular o modificar su comportamiento, o bien establecer métodos terapéuticos, informó el jefe de ese espacio, Jorge Membrillo Hernández.    

 

Utilizando a la bacteria Escherichia coli como modelo experimental,  en el Laboratorio se dedicaron a analizar los sensores de oxígeno que posee dicho organismo, en particular, cómo un microorganismo que es facultativo –que puede crecer en presencia o ausencia de oxígeno– determina qué tipo de metabolismo utilizará: aeróbico o anaeróbico.

 

El científico indicó que una gran pregunta que hay en Biología es cómo las células perciben su entorno, la cual incluye cómo los estímulos que reciben son traducidos a acciones. Por ejemplo, en el caso de los seres superiores, específicamente el de los humanos, si ponen la mano en el fuego inmediatamente la quitan, pues hay ciertos sensores en su organismo que detectan el peligro.

Membrillo Hernández y Marcela Méndez Ortiz, quien pertenece al Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas, explicaron que el primer objetivo era saber si existía una molécula que fuera un sensor de oxígeno y determinara cuándo se usaría un metabolismo o el otro.

 

Sin embargo, el investigador comentó que se encontraron “con algo diferente: que la proteína que considerábamos era el candidato idóneo, en realidad pertenecía a una familia que produce o degrada lo que hoy conocemos como un segundo mensajero”, que es una molécula que sirve como señal intracelular; tiene un efecto sobre otra proteína que entonces puede modificar la expresión genética.

 

En particular, este trabajo es el proyecto de doctorado de Marcela Méndez, quien encontró que hay un sistema de regulación en la célula, el cual “si nosotros lo quitamos, lo mutamos a través de métodos genéticos, lo que sucede es que hay ciertas afectaciones, por ejemplo, que aquélla no se pueda dividir bien”, señaló Membrillo Hernández.

 

Parte del trabajo de la estudiante fue hacer ingeniería genética, de tal manera, que pudieran ser controlados los niveles intracelulares de ese segundo mensajero. “Podemos engañar a la célula incrementando estos niveles, tratando de detectar si hay algún cambio fisiológico en la bacteria”, apuntó.

 

A decir de Marcela Méndez, las bacterias, como otros organismos superiores –las plantas, animales o seres humanos– tienen que adaptarse a su medio ambiente. Muchos de los mecanismos por los cuales lo hacen ya son conocidos; dentro de ellos están los llamados segundos mensajeros, “moléculas producidas en respuestas a algún estímulo que tienen la función de transmitirlo a la célula y, en algunos casos, es de adaptación”.

 

Nuestra aportación, señaló, fue encontrar que un segundo mensajero –el cual ha sido recientemente descrito, diGMP cíclico– en altos niveles, provoca modificaciones a la división celular y confiere otras propiedades a la célula, como la capacidad de adherirse en superficie y formar las biocapas bacterianas.

 

Dicho campo del conocimiento no está tan desarrollado hoy en día, y es importante porque hay distintos mecanismos moleculares involucrados, muchos de ellos ya estudiados o explotados. Pero aquél es nuevo, “y es importante porque solamente está presente en bacterias, no se encuentra ni en eucariotes ni en arqueas”.

 

Este descubrimiento, añadió Marcela Méndez, abre una nueva frontera de estudio, porque es un reciente mecanismo de transducción de señales celulares que no se conocía y aún desconocemos muchas de sus funciones. Todavía, dijo, estamos en el proceso de buscar cuáles son los estímulos y las respuestas que dependen de esta molécula.

 

Jorge Membrillo Hernández precisó que “el resultado es sorprendente, porque pudimos ver que al incrementar los niveles de este segundo mensajero fue como si la bacteria cambiara su superficie exterior”; esto es, modifica la conformación de las proteínas de su membrana externa y composición de pared celular.

 

La bacteria E. coli, cuando tiene altos niveles de este segundo mensajero, deja de producir ciertas proteínas y genera otras que no se originaban antes, añadió.

 

Conocer ese proceso es relevante para entender la virulencia o la patogénesis de algunas bacterias, como Salmonella o Vibrio cholera. Inclusive, adelantó, deducir cuáles son esos cambios “nos pueda llevar en un futuro a establecer métodos terapéuticos o de entendimiento sobre las consecuencias patológicas de estas bacterias”.

 

Méndez Ortiz agregó que, hasta el momento, lo que se sabe es que este mecanismo de transducción de señales es propio de bacterias; no se conoce que existe en algún otro organismo. “Solamente hay un reporte donde se sugiere que podría ser utilizado como un tratamiento anticancerígeno, porque se ha observado que los tumores dejan de crecer cuando se les pone esta sustancia”.

 

No sabemos, señaló Jorge Membrillo, si siempre el objetivo de la célula al incrementar los niveles de diGMP cíclico es protegerse. “Es un terreno inhóspito todavía, no se ha indagado a fondo, por lo que se está en buena posición para ser los líderes mundiales en el estudio de las consecuencias de regulación de esta molécula”. Debe haber sólo entre 15 y 20 grupos de investigación a nivel mundial que estudian este fenómeno; en Latinoamérica ningún otro lo aborda.

 

El investigador agregó que este trabajo ya está siendo citado por artículos de revisión internacional. Esto, concluyó, “es un gran logro, que vean que estamos produciendo este tipo de ciencia en la UNAM”. Por ser tan novedoso apareció en una de las revistas de mayor impacto internacional en Ciencias Químico-Biológicas, Journal of Biological Chemistry.

 

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PIES DE FOTO

 

FOTO 01

 

Jorge Membrillo, del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM, y Marcela Méndez, del Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas, avanzan en investigación sobre comunicación celular.

 

 

FOTO 02.

 

Saber cómo se comunican las células permitirá quizá en un futuro manipular o modificar su comportamiento, afirmó Jorge Membrillo Hernández, del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM.