Boletín
UNAM-DGCS-555
Ciudad Universitaria
 Jorge Membrillo Hernández |
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final del boletín
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.