Un equipo científico del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona y de la Universidad de Colonia (Alemania) desarrolló una nueva estrategia experimental para abordar la fibrosis y la cicatrización a partir de la retención de colágeno a nivel celular.
El estudio consiste en utilizar péptidos (moléculas pequeñas) diseñados para interrumpir la interacción entre dos proteínas importantes para la secreción del colágeno.
Los resultados se han podido extraer después de experimentar con células humanas derivadas de pacientes y modelos de peces cebra, que demuestran que la estrategia es efectiva, no tóxica y sus efectos reversibles.
Los investigadores explicaron que la cicatrización ocurre como respuesta a una lesión o daño y se produce a partir de la secreción y acumulación de varios componentes, principalmente las proteínas conocidas como colágenos, en el espacio entre las células individuales.
La excesiva secreción de colágeno también puede causar la acumulación de tejido fibrótico. Esta es una condición grave en la que se forma un exceso de tejido conectivo (tejido que sostiene y protege otros tejidos y órganos del cuerpo), hasta el punto de comprometer la función de los tejidos y, en ocasiones, de órganos enteros.
«Alrededor del 45% de las muertes en el mundo industrializado se atribuyen a alguna forma de fibrosis tisular», subrayan los científicos.
En la parte exterior del cuerpo, las cicatrices suelen estar debajo de la capa externa de la piel y como la mayoría de las cremas tópicas no pueden penetrar lo suficientemente profundo como para llegar a las áreas afectadas de manera efectiva, existen pocas formas de remodelar o curar el tejido.
La actualidad en los tratamientos de cicatrización
La cirugía es hasta el momento la principal opción de tratamiento tanto para la cicatrización como para la fibrosis.
«Los tratamientos actuales suelen ser ineficaces porque no consiguen eliminar el exceso de colágeno. Aquí intentamos una idea completamente diferente: reducir la exportación del colágeno a nivel celular, liberando suficientes proteínas para que los tejidos no se derrumben y evitar la acumulación de cantidades excesivas que perjudiquen su función», explicó el investigador del Vivek Malhotra.
La nueva estrategia consiste en utilizar moléculas pequeñas (péptidos) para interrumpir la interacción entre las proteínas TANGO1 y cTAGE5. Estas trabajan juntas para exportar colágenos hacia el exterior de la célula. Ambas proteínas «se sientan» en el punto de salida del retículo endoplasmático (un orgánulo ubicado en el citoplasma de las células eucariotas), donde los materiales como las proteínas se empaquetan y transportan fuera de la célula.
«El punto de salida del retículo endoplasmático se ha considerado siempre una diana terapéutica inabordable porque un tercio de todas las proteínas humanas lo atraviesan. Por eso, inhibir su actividad probablemente tendría muchos efectos secundarios», añadió el doctor Ishier Raote.
«No obstante, se ha demostrado recientemente que existe cierta especificidad para los materiales secretores. El objetivo de este estudio ha sido conseguir una precisión dirigida para conseguir esta especificidad inhibiendo la unión entre TANGO1 y cTAGE5”,dijo.
La estructura de las proteínas y su papel en la cicatrización
Hasta ahora, la estructura exacta de cada proteína sigue siendo desconocida, lo que dificulta los esfuerzos por diseñar fármacos que puedan bloquear la interacción.
El equipo científico superó este desafío mediante el uso de AlphaFold2, un programa de inteligencia artificial (IA) que puede adivinar las estructuras de ambas proteínas. Las predicciones realizadas por la IA permitieron a los autores del estudio diseñar péptidos que pueden atravesar una membrana celular e interrumpir la interacción entre TANGO1 y cTAGE5.
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Los investigadores indicaron que los péptidos que se probaron en fibroblastos humanos normales. El fibroblasto es un tipo de célula común del tejido conectivo, inhibieron con éxito la exportación de colágeno, haciendo que se acumulara dentro de las células.
El efecto también fue reversible, y los niveles de colágeno volvieron a aumentar después de eliminarse los péptidos en un período de 48 horas. A continuación, los péptidos se probaron utilizando el pez cebra, un modelo animal común para estudiar el desarrollo de tejidos y la cicatrización de heridas.
El colágeno en las cicatrices
La estrategia redujo visiblemente la deposición de colágeno en las áreas de la herida. El equipo científico informó que su siguiente paso es evaluar la eficacia de los péptidos en la piel de cerdo porque se asemeja mucho a la piel humana.
«Las aplicaciones de esta nueva estrategia podrían ir desde aliviar los efectos cosméticos de las cicatrices de la piel hasta el tratamiento de enfermedades autoinmunes como la esclerodermia. Así como la manipulación de los procesos relacionados con la cirugía asociados con la cicatrización de heridas para prevenir la fibrosis», concluyó el doctor Vivek Malhotra.
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