Investigadores de la Universidad de Osaka han identificado la HKDC1, una proteína esencial para el mantenimiento de las mitocondrias y los lisosomas.

El cuerpo necesita estar sano en muchos niveles, y esto incluye nuestros orgánulos, las estructuras subcelulares que llevan a cabo funciones específicas dentro de la célula. Dos de estos orgánulos son las mitocondrias, las centrales eléctricas celulares, y los lisosomas, los centros de reciclaje celular.

longevidad. Tecnología: Aunque el daño tanto a las mitocondrias como a los lisosomas se ha relacionado con el envejecimiento, la senescencia celular y muchas enfermedades, la regulación y el mantenimiento de estos orgánulos siguen siendo poco conocidos. Ahora, investigadores de la Universidad de Osaka han identificado una proteína, HKDC1, que desempeña un papel clave en el mantenimiento de estos dos orgánulos y, por tanto, ayuda a prevenir la senescencia celular.

Investigaciones anteriores han destacado una proteína llamada TFEB, lo que sugiere que participa en el mantenimiento de la función tanto de los lisosomas como de las mitocondrias, pero no se han identificado objetivos para esta proteína. Al comparar todos los genes de la célula que están activos en determinadas condiciones y utilizar un método llamado inmunoprecipitación de cromatina, que puede identificar objetivos de ADN para proteínas, el equipo de Osaka es el primero en demostrar que el gen que codifica HKDC1 es un objetivo directo de TFEB, y que HKDC1 se regula positivamente en condiciones de estrés mitocondrial o lisosomal [1].

Una forma de proteger las mitocondrias del daño es mediante la mitofagia, que es la eliminación controlada de las mitocondrias dañadas. Existen varias vías de mitofagia, la mejor caracterizada de las cuales depende de las proteínas PINK1 y Parkin.

“Observamos que HKDC1 se co-localiza con una proteína llamada TOM20, que se encuentra en la membrana mitocondrial externa, y a través de nuestros experimentos, encontramos que HKDC1 y su interacción con TOM20 son importantes para atenuar la mitofagia dependiente de PINK1/Parkin. ”, explica el autor principal Mengying Cui. [2].

Por lo tanto, TFEB incorpora HKDC1 como recolector de basura para ayudar a eliminar los desechos mitocondriales. Pero, ¿cómo encajan los lisosomas en este proceso? TFEB y KHDC1 también son actores importantes aquí; Se ha demostrado que la reducción de HKDC1 en la célula interfiere con la reparación lisosomal, lo que sugiere que HKDC1 y TFEB ayudan a los lisosomas a recuperarse del daño.

«HKDC1 está localizado en las mitocondrias, ¿verdad?» «Bueno, esto también parece ser crucial para el proceso de reparación lisosomal», explica el investigador principal Shuhei Nakamura. «Verás, los lisosomas y las mitocondrias se comunican entre sí a través de proteínas llamadas VDAC. Específicamente, HKDC1 es responsable de la interacción con los VDAC; Esta proteína es esencial para la comunicación entre las mitocondrias y los lisosomas y, por tanto, para la reparación lisosomal. [2]».

Estas dos funciones diversas de HKDC1, con funciones clave tanto en el lisosoma como en las mitocondrias, ayudan a prevenir la senescencia celular al mantener simultáneamente la estabilidad de estos dos orgánulos. Dado que la disfunción de estos orgánulos está asociada con el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad, este descubrimiento abre nuevos horizontes para los enfoques terapéuticos para estas enfermedades.

Sin embargo, se ha descubierto previamente que HKDC1 promueve la tumorigénesis y la glucólisis en el cáncer de pulmón. [3]Por lo tanto, se recomienda precaución, aunque los autores señalan: «HKDC1 regula la mitofagia y la reparación lisosomal independientemente de su posible función en la glucólisis». [1]».

Existe un gran interés por regular y prevenir el envejecimiento, con apetito por tratamientos anti-envejecimiento que eviten el efecto tierra arrasada que provocan algunos productos anti-envejecimiento.

La utilización de HKDC1 podría ser un enfoque interesante, particularmente como señalan los autores: «… la pérdida de la función de HKDC1 resultó en un daño acelerado del ADN inducido por la senescencia celular con acumulación de mitocondrias hiperfusionadas y lisosomas dañados. Nuestros resultados muestran que HKDC1, una corriente abajo de TFEB , mantiene la homeostasis mitocondrial y lisosomal, que es fundamental para prevenir la senescencia celular. [1]».

[1] HKDC1, un objetivo de TFEB, es esencial para mantener la homeostasis mitocondrial y lisosomal y prevenir la senescencia celular, según se publica en PNAS a finales de esta semana.
[2] https://bit.ly/47nLJmy
[3] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32943998/