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Actualidad La proteína MUC5AC puede ayudar a causar moco espeso y pegajoso en los pulmones
Actualidad La proteína MUC5AC puede ayudar a causar moco espeso y pegajoso en los pulmones
La proteína MUC5AC puede ayudar a causar moco espeso y pegajoso en los pulmones
Una proteína del moco llamada MUC5AC puede contribuir al moco anormalmente espeso y pegajoso que se desarrolla en personas con enfermedades respiratorias como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), muestra un nuevo estudio.
"MUC5AC parece ser crucial para la formación de moco estancado y más espeso que vemos en las enfermedades pulmonares, como la bronquitis crónica y el asma, y creemos que debería convertirse en un objetivo del desarrollo de fármacos para una serie de afecciones", dijo Mehmet Kesimer, PhD, profesor de patología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte (UNC) y coautor del estudio, dijo en un comunicado de prensa de la universidad.
El estudio, " Ensamblaje y organización de la región N-terminal de la mucina MUC5AC: indicaciones para la distinción estructural y funcional de MUC5B ", fue publicado en PNAS .
El moco es una sustancia húmeda y resbaladiza producida en muchos órganos que cumple funciones críticas en la salud. Está compuesto principalmente de agua y proteínas llamadas mucinas. Existen diferentes tipos de proteínas de mucina, cada una con formas y funciones ligeramente diferentes. Por lo tanto, las diferencias en qué mucinas son más abundantes ayudan a informar las variaciones en el moco.
Por ejemplo, la mucosidad en el estómago es abundante en mucinas que forman una estructura unida que puede proteger el revestimiento del estómago de los ácidos digestivos agresivos. Mientras tanto, el moco en el intestino delgado contiene mucinas que promueven el crecimiento de bacterias que ayudan en la digestión.
La principal mucina que se encuentra en el moco de los pulmones se llama MUC5B. Otra mucina, MUC5AC, también se encuentra en el moco pulmonar, pero generalmente en cantidades más bajas. Sin embargo, se sabe que los niveles de MUC5AC aumentan en respuesta a irritantes respiratorios, como el humo del cigarrillo. Los niveles altos de MUC5AC también son característicos de enfermedades pulmonares como la EPOC.
La estructura de las proteínas MUC5B y MUC5AC son en general muy similares, pero difieren notablemente en un extremo, específicamente en el extremo N-terminal. Las consecuencias de estas diferencias estructurales sobre la función de las proteínas no están claras.
Ahora, un equipo internacional de científicos realizó una serie de pruebas bioquímicas para comprender mejor estas diferencias.
Usando técnicas como la microscopía electrónica, los investigadores demostraron que las dos proteínas de mucina se adhieren de diferentes maneras. Cuando las proteínas MUC5B se adhieren entre sí, las proteínas forman estructuras lineales largas que no están muy entrelazadas. Por el contrario, MUC5AC forma estructuras que son más compactas, con mucha ramificación entre las cadenas de proteínas.
El equipo también demostró que MUC5AC podía unirse de manera más eficaz a superficies hidrófobas o repelentes al agua, como las superficies de las vías respiratorias, "lo que sugiere que MUC5AC puede ser más 'pegajoso' que MUC5B", escribieron los investigadores.
Otros experimentos revelaron los fundamentos estructurales de estas diferencias funcionales: cuando las proteínas MUC5B se unen entre sí en el extremo N-terminal, solo forman dímeros, que son dos proteínas conectadas. Por el contrario, cuando las proteínas MUC5AC se unen entre sí en el mismo extremo, pueden formar dímeros, pero también grupos de tres o cuatro proteínas, conocidas como trímeros y tetrámeros.
“En conjunto, la organización N-terminal distinta de MUC5AC puede explicar las propiedades viscoelásticas más adhesivas y únicas de los geles MUC5AC ramificados y altamente interconectados. Estas propiedades pueden generar información sobre por qué / cómo MUC5AC forma una capa de moco estática y "atada" en las enfermedades pulmonares muco-obstructivas crónicas ", escribieron los investigadores.
Esta diferencia implica una relevancia funcional para las diferencias estructurales en las regiones N-terminales de las dos proteínas.
"La característica única de MUC5AC descrita aquí (es decir, la capacidad de dimerizar y trimerizar / tetramerizar a través de su región N-terminal) le da a MUC5AC la capacidad de producir un gel más apretado", anotaron los investigadores.
El equipo especuló que un gel de mucina más apretado y, por extensión, un moco más denso y pegajoso, podría ser útil para proteger los pulmones de irritantes o infecciones inhalados. Pero cuando hay una inflamación continua en las vías respiratorias, como en la EPOC y otras enfermedades pulmonares, la mucosidad más espesa puede terminar contribuyendo a la enfermedad al obstruir las vías respiratorias.
“Creemos que nuestros hallazgos muestran por qué MUC5AC está tan estrechamente asociado con las patologías [enfermedades] en el pulmón, y por qué MUC5AC podría ser una 'mala mucina' en comparación con MUC5B”, dijo Kesimer.
"Por lo tanto, creemos que debería verse como un objetivo potencial para los compuestos que podrían ayudar a prevenir el inicio y la progresión de la enfermedad y mejorar la función pulmonar de las personas con afecciones respiratorias crónicas", dijo.
Este proyecto de investigación fue financiado, entre otros, por la COPD Foundation y los Institutos Nacionales de Salud.