Investigadores de la Universidad de Osaka (Japón) han identificado una proteína, llamada HKDC1, que resulta crucial para mantener dos estructuras celulares, las mitocondrias y los lisosomas, evitando así el envejecimiento celular, según publican en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.
HKDC1 es esencial para que la mitofagia elimine las mitocondrias dañadas, y media en el contacto mitocondria-lisosoma, que es crítico para la reparación lisosomal. Su papel en el mantenimiento de la estabilidad de estos orgánulos contrarresta la senescencia celular, revelando a HKDC1 como una posible diana terapéutica para las enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
Al igual que unos órganos sanos son vitales para nuestro bienestar, unos orgánulos sanos son vitales para el buen funcionamiento de la célula. Estas estructuras subcelulares llevan a cabo tareas específicas dentro de la célula, por ejemplo, las mitocondrias alimentan la célula y los lisosomas la mantienen ordenada.
Aunque el daño a estos dos orgánulos se ha relacionado con el envejecimiento, la senescencia celular y muchas enfermedades, la regulación y el mantenimiento de estos orgánulos sigue siendo poco conocida. Ahora, los investigadores han comprobado que HKDC1 desempeña un papel clave en el mantenimiento de estos dos orgánulos, actuando así para prevenir el envejecimiento celular.
Había indicios de que una proteína llamada TFEB interviene en el mantenimiento de la función de ambos orgánulos, pero no se conocían las dianas de esta proteína.
Comparando todos los genes de la célula que están activos en determinadas condiciones y utilizando un método llamado inmunoprecipitación de cromatina, que puede identificar las dianas de ADN de las proteínas, el equipo fue el primero en demostrar que el gen que codifica HKDC1 es una diana directa de TFEB, y que HKDC1 se regula al alza en condiciones de estrés mitocondrial o lisosomal.
Una forma de proteger a las mitocondrias del daño es mediante el proceso de "mitofagia", la eliminación controlada de las mitocondrias dañadas. Existen varias vías de mitofagia, y la más caracterizada de ellas depende de unas proteínas llamadas PINK1 y Parkin.
"Observamos que HKDC1 se co-localiza con una proteína llamada TOM20, que se localiza en la membrana externa de las mitocondrias (explica la autora principal Mengying Cui), y a través de nuestros experimentos, descubrimos que HKDC1, y su interacción con TOM20, son críticas para la mitofagia dependiente de PINK1/Parkin".
De este modo, HKDC1 es usada por TFEB para ayudar a sacar la basura mitocondrial, y en lo que respecta a los lisosomas ambas son también claves, ya que se demostró que la reducción de HKDC1 en la célula interfiere en la reparación lisosomal, lo que indica que HKDC1 y TFEB ayudan a los lisosomas a recuperarse de los daños.
"HKDC1 se localiza en las mitocondrias y resulta que también es fundamental para el proceso de reparación lisosomal (explica el autor principal, Shuhei Nakamura). Los lisosomas y las mitocondrias se ponen en contacto a través de unas proteínas llamadas VDAC. En concreto, HKDC1 se encarga de interactuar con las VDAC; esta proteína es esencial para el contacto entre mitocondrias y lisosomas y, por tanto, para la reparación lisosomal".
Estas dos funciones diversas de HKDC1, con papeles clave tanto en el lisosoma como en la mitocondria, ayudan a prevenir la senescencia celular manteniendo simultáneamente la estabilidad de estos dos orgánulos. Dado que la disfunción de estos orgánulos está relacionada con el envejecimiento y las enfermedades asociadas a la edad, este descubrimiento abre nuevas vías de abordaje terapéutico de estas enfermedades.
