El cuerpo humano, un sistema complejo de células y orgánulos, depende del funcionamiento armonioso de estos componentes microscópicos. Los orgánulos, las estructuras diminutas dentro de las células, guardan un parecido sorprendente con nuestros órganos vitales en su contribución a la salud celular general. Entre ellos, las mitocondrias y los lisosomas emergen como jugadores clave, actuando como fuentes de energía y agentes de limpieza, respectivamente. El delicado equilibrio de estos orgánulos es crucial para evitar el envejecimiento, enfermedades y alteraciones en la función celular.
En un estudio revolucionario llevado a cabo en la Universidad de Osaka, los científicos identificaron una proteína llamada HKDC1 que toma protagonismo en el cuidado de dos orgánulos cruciales: las mitocondrias y los lisosomas. Descubrieron que esta proteína desempeña un papel clave en la prevención del envejecimiento celular. Cuando las células experimentan estrés, especialmente afectando a las mitocondrias o lisosomas, HKDC1 se vuelve más activo, mostrando su naturaleza receptiva para mantener el equilibrio celular.
Descifrando la Conexión TFEB-HKDC1:
Evidencia previa apuntaba a otra proteína, TFEB, en la preservación de la función de los orgánulos. Sin embargo, no se identificaron objetivos específicos de TFEB. Los investigadores de la Universidad de Osaka cerraron esta brecha al descubrir que TFEB apunta al gen HKDC1. Mediante la inmunoprecipitación de cromatina, un método que identifica los objetivos de ADN de las proteínas, establecieron que HKDC1 es un objetivo directo de TFEB, especialmente en condiciones de estrés mitocondrial o lisosomal.
Cuidado Mitocondrial y Mitofagia:
La salud mitocondrial se preserva a través de un proceso conocido como «mitofagia», donde se eliminan las mitocondrias dañadas. La interacción de HKDC1 con una proteína llamada TOM20, ubicada en la membrana externa de la mitocondria, resultó crucial para la mitofagia dependiente de PINK1/Parkin. Esto enfatiza el papel de HKDC1 en el mantenimiento de la integridad mitocondrial y la prevención del envejecimiento celular.
Los lisosomas, similares a centros de reciclaje celular, dependen de HKDC1 para su proceso de reparación. Los investigadores revelaron que HKDC1, localizado en las mitocondrias, es vital para la reparación lisosomal. Cuando se reduce HKDC1 en las células, el proceso de limpieza dentro de los lisosomas falla, afectando su capacidad de autorreparación cuando están dañados. La interacción de HKDC1 con VDACs, proteínas que facilitan el contacto entre lisosomas y mitocondrias, subraya aún más su importancia en la reparación lisosomal.
El estudio revela las funcionalidades multifacéticas de HKDC1, operando prominentemente en ambos dominios, lisosomal y mitocondrial. Esta proteína cumple un doble propósito: prevenir el envejecimiento celular y preservar la integridad estructural de estos orgánulos vitales. Dada la conexión establecida entre disfunciones en los orgánulos, los procesos de envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad, el descubrimiento de los roles pivotes de HKDC1 abre perspectivas prometedoras para intervenciones terapéuticas futuras dirigidas a estas condiciones.
El estudio fue publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .