Celulele se adapteaza la factorii de stres - precum deshidratarea organismului - prin reprogramarea retelelor interne de comunicare la nivel celular, arata doua studii publicate in "Cell Reports" si "Molecular Cell".
Cercetarile descriu mecanisme necunoscute anterior, pe care celulele le utilizeaza pentru a trimite semnale catre alte celule si a evita necroza. Potrivit opiniei autorilor, medicamentele ce sporesc mecanismul de adaptare al celulelor ar putea ajuta organismul sa evite declansarea mai multor boli, inclusiv a diabetului de tip II, informeaza casemed.case.edu.
"Am descoperit ca celulele opresc functiile neesentiale din organism atunci cand se confrunta cu factori ce le ameninta supravietuirea. In acelasi timp, acestea activeaza noi mecanisme pentru a sustine functiile esentiale," declara Dr. Maria Hatzoglou, autoarea principala a lucrarilor, profesoara de genetica si nutritie in cadrul Facultatii de Medicina de la Case Western Reserve University.
Stresul celular
Studiile se concentreaza asupra doua tipuri de stres la nivel celular: contractia celulara cauzata de deshidratare si disfunctia reticulului endoplasmic (celulele ce detemina actiunea proteinelor la nivel celular).
Aceste tipuri de stres celular au cauze diferite, incepand cu mostenirea genetica si pana la factorii externi de stres, iar celulele invata sa isi adapteze comportamentul in fata acestor amenintari pentru a evita necroza.
Noile studii descriu o serie de solutii. Celulele reusesc sa se protejeze prin incetinirea proceselor ce consuma energie, precum este procesul de sinteza al proteinelor. Acest mecanism pregateste celulele pentru a sintetiza numai proteinele esentiale pentru supravietuire.
Cum reactioneaza celulele la factorii de stres
Primul studiu arata modul in care celulele atacate de factorii de stres se concentreaza asupra productiei nivelului esential de proteine pentru a sustine functiile reticulului endoplasmatic, prin transmiterea semnalelor de-a lungul cailor moleculare.
In schimb, pe parcursul celui de-al doilea studiu, cercetatorii au efectuat un experiment prin care au pus celulele de cornee in apa sarata pentru a le supune procesului de deshidratare. Acestea au raspuns prin activarea cailor ce contribuie la transportul aminoacizilor si au reusit sa previna pierderea apei.
Noile constatari sugereaza ca medicamentele ce vizeaza caile de transport la nivel celular ar putea ajuta la tratarea sindromului de ochi uscat. De asemenea, astfel de medicamente ar putea ajuta la tratarea bolilor neurodegenerative cauzate de deficienta echilibrului proteic in organism.
Ambele lucrari contribuie la o mai buna intelegere a modului in care celulele incearca sa se asigure ca proteinele sunt transmise de-a lungul retelei celulare, asa incat acestea sa ajunga la destinatie si sa isi exercite functiile vitale in organism. Acest proces este cunoscut ca raspunsul integrat al organismului la factorii de stres.
Noi tipuri de tratament
Aceste descoperiri deschid calea dezvoltarii unor noi tratamente pentru diabetul zaharat. Pacientii ce dezvolta diabet de tip II se imbolnavesc deoarece organismul lor produce prea multa insulina. Acest lucru face ca reticulul endoplasmatic sa fie coplesit si sa se afle in imposibilitatea de a rezolva problema supraincarcarii bruste a organismului cu proteine, ducand la aparitia disfunctiilor acestuia. Aceste disfunctii duc la moartea celulelor producatoare de insulina de la nivelul pancreasului.
"Suntem de parere ca imbunatatirea raspunsului organismului la cresterea nivelului de insulina poate intarzia disfunctia reticulului endoplasmatic si debutul bolii," declara Dr. Hatzoglou.
Pe viitor, cercetatorii si-au propus sa realizeze experimente care sa aduca un plus de intelegere in ceea ce priveste mecanismele moleculare ce protejeaza viata celulelor in fata amenintarii factorilor de stres in situatii diverse. Constatarile ar putea deschide calea dezvoltarii de noi tratamente terapeutice ce previn necroza, relevante pentru o vasta serie de boli, de la cele metabolice, endocrine si pana la cele neurodegenerative.
