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La relevancia creciente de los esfingolípidos en la biología celular

Los esfingolípidos, lípidos que se caracterizan por su estructura química, se han revelado como inesperados protagonistas de la señalización celular. Un grupo del Instituto de Química Avanzada de Cataluña del CSIC estudia diferentes esfingolípidos naturales y ha sintetizado algunos análogos que podrían aplicarse al tratamiento de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Es, además, uno de los pocos laboratorios europeos y el único en España que realiza mapas de esfingolípidos de tejidos y células para laboratorios externos y empresas.

 

En la EPOC, la inflamación en las paredes de los bronquios (arriba) y la muerte de las células alveolares (debajo) conduce a una capacidad respiratoria cada vez menor. Gráfico: RUBAM, IQAC-CSIC.Conocer qué moléculas están implicadas en la señalización celular o, dicho de otra forma, saber qué es lo que le dice a una célula qué hacer y cuándo, es una de las áreas clave en biología molecular. Desde hace unos años los esfingolípidos, un grupo especial de lípidos que se caracteriza por su estructura química, se están revelando como nuevos e inesperados protagonistas de este proceso.

El grupo de investigación RUBAM (Research Unit of Bioactive Molecules) del Departamento de Química Biomédica, del Instituto de Química Avanzada de Cataluña del CSIC, trabaja en el estudio de los esfingolípidos. Entre sus proyectos destaca uno centrado en el estudio de la ceramida, quizá uno de los esfingolípidos más conocidos, y en la síntesis de análogos de la misma.

El papel de la ceramida en el proceso de muerte celular es bien conocido, apunta Josefina Casas, una de las investigadoras que forma parte del mencionado grupo. Explicado de forma gráfica, cuando determinados estímulos externos llegan a la membrana celular, éstos pueden activar diversos enzimas que, a su vez, aumentan los niveles de ceramidas. Son estas últimas las que llegan hasta los lugares específicos de la célula para desencadenar la muerte celular.

Este papel de los esfingolípidos como desencadenantes de procesos es lo relativamente nuevo. "Hasta no hace mucho se centraba toda la atención en el papel de los genes y las proteínas", añade Casas. "Pero ahora se hace cada vez más evidente la relevancia de los lípidos en las células y, especialmente, de los esfingolípidos".

Esfingolípidos y EPOC

En uno de los proyectos del grupo, financiado por la Fundació Marató de TV3 y que cuenta con la participación del grupo de química orgánica que dirige Antonio Delgado, profesor de la Universidad de Barcelona, y del grupo de Bioquímica y Biología Molecular que dirige Antonio Gómez-Muñoz, de la Universidad del País Vasco, los investigadores han sintetizado y estudiado diferentes esfingolípidos naturales. Entre ellos destaca la ceramida-1-fosfato, un lípido natural que incrementa el crecimiento celular pero también la inflamación.

Este laboratorio es el único en España, y uno de los pocos en el mundo, que realiza análisis de esfingolípidos de cultivos celulares, un servicio cada vez más demandado

Los investigadores han sintetizado análogos de esta molécula y, de entre ellos, han hallado uno que sigue estimulando el crecimiento celular pero que, contrariamente a su referente natural, no tiene acción inflamatoria. Es más, actúa, de hecho, como una molécula antiinflamatoria. Los investigadores están investigando a qué se debe ese cambio inesperado y el posible uso de una molécula de estas características en el tratamiento de la enfermedad pulmonar obstructiva respiratoria (EPOC). En la EPOC, que no tiene curación, la muerte de células de la pared alveolar conduce al enfisema pulmonar, a la vez que se produce una inflamación crónica de los bronquios.

Pero un tratamiento basado en esta molécula, advierten los investigadores, aun está lejos de ser aplicado. Primero se requerirá entender bien cómo actúa ese análogo de la ceramida -1-fosfato y mejorar su diseño. "Es importante conseguir un lípido sintético, metabólicamente más estable que los obtenidos hasta ahora, y que mantenga alguna de las funciones de la ceramida-1 fosfato [capacidad de proliferación e inhibición de la muerte celular] pero sin activar la respuesta inflamatoria de las células", argumenta Fina Casas.

Mapas de esfingolípidos

El interés creciente de los esfingolípidos es tal, que ya se hacen mapas de esfingolípidos (los esfingolipidomas), de forma análoga a los proteomas o los genomas. El laboratorio del IQAC es el único en España, y uno de los pocos en el mundo, que realiza análisis de esfingolípidos de cultivos celulares, un servicio demandado por empresas y grupos de investigación externos. En Europa sólo hay dos más en Alemania y uno en Viena, aunque este tercero pertenece a una empresa privada. En los EE.UU. sólo hay tres laboratorios que ofrecen este servicio.

En muchos casos, explica Fina Casas, el interés del análisis está en ver cómo intervienen los esfingolípidos en la señalización de las células y en relación con la aplicación de determinados fármacos. Por eso se procede al análisis de los esfingolípidos de células tratadas y se comparan con los de células sin tratar. La estrategia no sólo debe arrojar pistas sobre el efecto de los tratamientos en la célula sino sobre los conocimientos más básicos de la biología celular. Asimismo, la metodología es aplicable al estudio de diferentes tejidos, por ejemplo biopsias de tumores.

M.Fernández

Enlaces externos:

Web de RUBAM (IQAC-CSIC)

Enfermedades respiratorias crónicas. Fundació la Marató de TV3

 

Los esfingolípidos, lípidos que se caracterizan por su estructura química, se han revelado como inesperados protagonistas de la señalización celular. Un grupo del Instituto de Química Avanzada de Cataluña del CSIC estudia diferentes esfingolípidos naturales y ha sintetizado algunos análogos que podrían aplicarse al tratamiento de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Es, además, uno de los pocos laboratorios europeos y el único en España que realiza mapas de esfingolípidos de tejidos y células para laboratorios externos y empresas.