MADRID, 30 Mar. (EUROPA PRESS) -
Científicos de la Universidad de Carolina del Norte (UNC), en Estados Unidos, han descubierto que las proteínas mucinas, que hacen que el moco sea grueso y pegajoso, no se despliegan adecuadamente en las vías respiratorias de las personas con fibrosis quística, provocando que sea mucho más grueso y pegajoso de lo que sería de otra manera. También hallaron que la falta de agua en el pulmón puede desencadenar el plegamiento erróneo de las mucinas.
Las personas con fibrosis quística (FQ) sufren de infecciones pulmonares repetidas debido a que el moco de las vías respiratorias es demasiado espeso y pegajoso para evitar que las bacterias, los virus y otros patógenos causen una infección crónica. Nunca se ha entendido por completo la forma en la que el moco se vuelve anormal en las vías respiratorias de la FQ, pero científicos de la Facultad de Medicina de la UNC han dado ahora con esta importante pista.
"En personas sanas --después de que las células de la superficie de la vía aérea segregan mucinas--, las proteínas se despliegan desde una forma compacta a una forma más abierta y lineal", afirma el autor principal Mehmet Kesimer, profesor asociado de Patología y Medicina de laboratorio y miembro de ‘Marsico Lung Institute’ de la UNC. "Y descubrimos que este proceso de despliegue es defectuoso en los epitelios de la vía respiratoria de la FQ", añade.
Los hallazgos, detallados en un artículo que se publica este jueves en la revista ‘JCI Insight’, iluminan un importante factor subyacente en la FQ y sugieren que las terapias dirigidas a esta forma compacta anormal de las proteínas mucinas podrían beneficiar a los pacientes.
La fibrosis quística es una enfermedad genética rara que afecta a alrededor de 70.000 personas en todo el mundo y que ocurre cuando una persona tiene dos copias defectuosas del gen CFTR, lo que desencadena la creación de la proteína CFTR. Cuando esa proteína está mutada, el resultado es la fibrosis quística. En personas sanas, CFTR permite que el cloruro y otros iones salgan de las células, incluyendo las células epiteliales que recubren las vías aéreas entre la garganta y los pulmones.
"Esos iones de cloruro prácticamente mantienen el agua fuera de las células --explica Kesimer--. Necesitamos ese agua allí. Cuando se reduce el flujo de cloruro, las superficies de las vías respiratorias se deshidratan". Por razones que no están totalmente claras, la falta de agua en las personas con FQ se acompaña de un engrosamiento y aumento de la adherencia de la capa de moco. El moco pegajoso
--que está compuesto de muchos tipos de proteínas-- no se mueve como debería. Los patógenos, como las bacterias, quedan atrapados en el pulmón. Este proceso defectuoso lleva al daño pulmonar progresivo y a un acortamiento de la vida útil.
En un trabajo previo, Kesimer y sus colegas demostraron que una concentración anormalmente alta de mucinas contribuye al espesor del moco y a la pegajosidad. También habían descubierto que las proteínas mucinas, en circunstancias normales, son segregadas desde las células en una forma fuertemente comprimida --porque son muy grandes-- y luego se despliegan rápidamente en moléculas lineales alargadas, dando al moco la consistencia que necesita para limpiar las vías respiratorias y proteger los pulmones.
PERMANECEN COMPACTAS, HACIENDO EL MOCO ANORMALMENTE DENSO
En el nuevo estudio, Kesimer y su equipo encontraron evidencia de que este proceso de despliegue de mucinas no ocurre de forma normal en las vías respiratorias de la FQ. En las células epiteliales humanas sanas o en la saliva humana, las proteínas de la mucina, en particular la dominante, MUC5B, se transforman típicamente en formas lineales más abiertas en unos pocos minutos a algunas horas de ser secretadas. Por el contrario, MUCB5 de células de FQ, por lo general, se mantuvo en una forma compacta. La microscopía electrónica reveló una estructura anormalmente densa para MUCB5 secretada por las células de la FQ.
Entonces, el laboratorio de Kesimer llevó su trabajo un paso más allá. Utilizando células humanas normales, los investigadores simplemente bloquearon el flujo de iones de cloruro de las células, lo que supuso que la capa acuosa que revestía la superficie de la vía aérea se redujera, haciendo que las proteínas mucinas persistieran en su forma compacta. Este bloqueo de la hidratación de la superficie de las vías aéreas también desencadenó una mayor concentración de MUCB5.
Este trabajo sugiere que el agotamiento de la capa de agua normal en las superficies de las vías respiratorias es la razón principal por la cual MUCB5 no se despliega normalmente. Kesimer explica: "Hicimos experimentos con saliva, células humanas primarias e, incluso, las tráqueas de los cerdos, y todos ellos indicaron que la deshidratación es el factor crítico".
Este trabajo sugiere que las terapias para rehidratar el revestimiento de las vías respiratorias podrían restaurar la función normal del MUCB5 y diluir el moco lo suficiente como para proporcionar un beneficio para los pacientes. Ensayos clínicos ya han encontrado pruebas de que la solución salina hipertónica inhalada --agua salada estéril, que ayuda a restablecer un equilibrio iónico normal en las vías respiratorias y rehidratarlas-- diluye el moco y retarda la disminución de la función pulmonar.
Además, los investigadores se están dirigiendo a los enlaces químicos dentro de las proteínas de la mucina. Este enfoque puede romper las formas anormalmente grandes y densas de MUCB5 en fragmentos más pequeños para beneficiar a los pacientes con FQ. Kesimer y sus colegas ahora tienen más pruebas de que son las mucinas las que más importan, y la clave de las mucinas es la capa acuosa sobre la cual se desliza el moco.
