Cómo el hallazgo de una nueva función celular podría transformar la comprensión y el tratamiento del Alzheimer

Un equipo de científicos liderado por la investigadora Seham Ebrahim, de la Universidad de Virginia, identificó un nuevo orgánulo celular: el hemifusoma, que podría transformar la comprensión del reciclaje celular y aportar nuevas pistas sobre enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

El hallazgo publicado en la revista Nature Communications y difundido por Muy Interesante, destacó la relevancia de esta estructura en la gestión de residuos celulares.

El descubrimiento fue posible gracias al uso de criotomografía electrónica (cryo-ET), una técnica que permite observar células en estado congelado sin necesidad de colorantes ni alteraciones. Las imágenes revelaron configuraciones que solo se habían previsto en modelos teóricos, lo que permitió confirmar que se trataba de un orgánulo real y no de un artefacto visual.

El hemifusoma se forma mediante la unión de dos vesículas a través de una zona compartida llamada diafragma de hemifusión, donde las membranas no se fusionan completamente, sino que mantienen un puente estable. Esta modalidad contradice la idea previa de que las fusiones de membranas en la célula son eventos efímeros.

Se identificaron dos configuraciones principales: una en la que la vesícula más pequeña se adhiere externamente a la más grande, y otra en la que queda parcialmente engullida dentro de ella. En ambos casos, comparten una única membrana en la zona de contacto. Esta modalidad de fusión parcial no había sido documentada previamente y podría cambiar la forma en que se entiende la formación y el reciclaje de vesículas internas.

Un rasgo distintivo es la presencia de una nanogota proteolipídica en el borde de fusión, compuesta por lípidos y proteínas. Los autores del estudio sugieren que estas nanogotas podrían actuar como núcleos para la formación de nuevas vesículas, en un proceso denominado vesiculogénesis de novo, lo que indica que el hemifusoma tendría un rol activo en la dinámica intracelular.

Los investigadores plantean que el hemifusoma podría desempeñar un papel clave en el reciclaje celular, un proceso esencial para eliminar proteínas y compuestos potencialmente tóxicos. En este contexto, su disfunción podría estar relacionada con enfermedades como el Alzheimer, caracterizadas por la acumulación de proteínas anormales que las células no logran degradar eficientemente. Comprender su funcionamiento podría aportar nuevas perspectivas sobre los mecanismos que fallan en estas patologías.

Además, el estudio propone un modelo alternativo de formación de cuerpos multivesiculares (MVB, por sus siglas en inglés), independientes del mecanismo ESCRT (un conjunto de proteínas que hasta ahora se consideraba esencial para el proceso de formación de vesículas dentro de la célula).

“Los hemifusomas introducen un modelo independiente de ESCRT para la formación de cuerpos multivesiculares”, explicaron los investigadores, lo que obliga a revisar principios fundamentales de la biología celular.

Dicho de otro modo, el estudio sugiere que los hemifusomas, que ayudan a la célula a eliminar proteínas y desechos, podrían estar involucrados en enfermedades como el Alzheimer si no funcionan bien. Además, proponen un nuevo modelo sobre cómo se forman estas estructuras en las células, desafiando la idea anterior de que un conjunto de proteínas llamado ESCRT era esencial para este proceso

El uso de la criotomografía electrónica fue decisivo para la identificación del hemifusoma. “Sin la criotomografía electrónica, habríamos pasado por alto este descubrimiento”, afirmó Ebrahim. Esta técnica, al evitar el uso de químicos que alteren las estructuras celulares, permite observarlas en su estado más auténtico.

El hallazgo del hemifusoma en zonas delgadas del borde celular y su presencia en diversos tipos celulares sugiere que no se trata de una rareza, sino de un componente común. El avance logrado invita a explorar regiones celulares aún no estudiadas con este nivel de detalle, lo que podría ampliar significativamente el conocimiento sobre la organización interna de la célula.

El descubrimiento del hemifusoma amplía el catálogo de orgánulos conocidos, redefiniendo procesos celulares fundamentales, abriendo nuevas líneas de investigación en biología y medicina celular. El orgánulo vinculado con el Alzheimer se suma a la lista de componentes que podrían cambiar la comprensión de los procesos que sostienen la vida celular y su vínculo con diversas enfermedades.