Autofagia
La falta de suero sensibiliza a las células cancerosas ZL55 al CDDP. Se muestran los resultados del análisis de citometría de flujo de las células ZL55 no tratadas (A) o privadas de suero durante 24 horas (B). C, se muestra la cuantificación de los resultados de la citometría de flujo de las células ZL55 de control no tratadas, o tratadas sólo con CDDP, sólo con inanición de suero, o ambas cosas juntas (n=3). D, el ensayo de formación de colonias se realizó tras el tratamiento de control (Ctrl), el tratamiento con CDDP o la inanición de suero (S) solos, y tras el tratamiento combinado (S/CDDP) (n=6, ** p<0,001). La cuantificación de la inmunotinción anti-pATM-S1981 de las células ZL55 (** para P<0,001) se muestra en (E) (n=3). Los resultados de Western blot con anticuerpos contra pATM-S1981 (pATM), ATM, fosfo Chk2-T68 (pChk2-T68), Chk2 y p53-Ser15 (p53-S15) y p53 para extractos de proteínas se muestran en (F).β-Actina y vinculina se utilizaron como controles de carga.Imagen a tamaño completo
La inanición sensibiliza a los xenoinjertos de mesotelioma humano al CDDP in vivo. A, curvas de crecimiento de los tumores de ZL55 en el grupo de animales de control no tratados y en los tratados con CDDP, STS o ambos juntos (n=5/grupo) (* P<0,05; ** P<0,01). B, la remisión tumoral completa se observa sólo con el tratamiento combinado. C, curvas del peso corporal medio de los animales con tumores ZL55 en los diferentes grupos durante y después de los tratamientos. Las flechas en (A) y (C) indican los puntos de tiempo de los tratamientos individuales.Imagen a tamaño completo
Apoptosis
La autofagia es un proceso en el que los componentes del citoplasma se descomponen para suministrar materiales para la síntesis de moléculas esenciales en condiciones de limitación de nutrientes. Dado que este proceso implica el secuestro aleatorio del citoplasma mediante grandes vesículas de membrana, la autofagia degrada necesariamente cantidades considerables de moléculas, como los ribosomas. Sin embargo, las células hambrientas también promueven la degradación selectiva adicional de los ribosomas como requisito para la supervivencia.
El secuestro no selectivo significa que las cantidades absolutas de moléculas degradadas por la autofagia reflejan directamente su abundancia en el citoplasma si se dispersan uniformemente. Así, las moléculas y complejos muy abundantes, como los ribosomas, que ocupan aproximadamente la mitad de las proteínas y los ácidos ribonucleicos celulares, están necesariamente sometidos a la degradación autofágica a gran escala. Esto parece razonable a la luz de la estrategia celular por la que los componentes superfluos se reciclan para producir los esenciales para la supervivencia. Esto también atenuaría la síntesis general de proteínas en la célula. Las imágenes de microscopía electrónica de células de Saccharomyces cerevisiae sometidas vigorosamente a la autofagia muestran claramente que los cuerpos autofágicos -estructuras internas de los autofagosomas que se liberan en el lumen vacuolar cuando se fusionan con la vacuola- encierran puntos altamente densos en electrones que representan ribosomas, en un patrón similar al del citoplasma (Fig. 1; ref. 4); por tanto, parece que se degradan cantidades considerables de ribosomas en la vacuola a través de una vía autofágica no selectiva. En este número, sin embargo, Kraft et al.5 sugieren que esto por sí solo es insuficiente para mantener las células de levadura con escasez de nutrientes, que también requieren una mayor degradación autofágica selectiva de los ribosomas.
Protocolo de inanición celular
ResumenEl alimento es un requisito para la vida. Por ello, los organismos unicelulares y pluricelulares han desarrollado mecanismos para detectar, reaccionar y, en su caso, sobrevivir a su falta. En los mamíferos, las respuestas a la falta de nutrientes en la sangre se coordinan a nivel del organismo mediante señales hormonales. Sin embargo, las células individuales también detectan y responden a la privación de nutrientes, que se produce en situaciones fisiológicas o patológicas como el ayuno, la isquemia o el desarrollo de tumores sólidos. Con frecuencia, las células intentan sobrevivir a la privación de nutrientes reduciendo sus necesidades de energía y carbono y reciclando componentes estructurales. Sin embargo, en determinadas condiciones, la célula reacciona a la privación de nutrientes activando la vía mitocondrial de la apoptosis. En efecto, el estado metabólico de la célula puede regular las proteínas pro y antiapoptóticas de la familia Bcl-2, como PUMA, Bad, Bim o Mcl-1, alterando así la respuesta a los estímulos proapoptóticos. El estrés energético severo también puede matar a las células mediante una forma de muerte con fenotipo necrótico.
Significado de la inanición celular
Una de las cuestiones clave en biología es cómo responde el metabolismo de una célula a los cambios en el entorno. En la levadura en ciernes, la inanición provoca un descenso del pH intracelular, pero el papel funcional de este cambio de pH no se conoce bien. Aquí, mostramos que la enzima glutamina sintetasa (Gln1) forma filamentos a bajo pH y que la formación de filamentos conduce a la inactivación enzimática. La formación de filamentos por parte de Gln1 es un proceso altamente cooperativo, fuertemente dependiente de la aglomeración macromolecular, e implica el apilamiento espalda con espalda de homo-decamers cilíndricos en filamentos que se asocian lateralmente para formar fibrillas de orden superior. Otras enzimas metabólicas también se ensamblan en filamentos a bajo pH. Por tanto, proponemos que la formación de filamentos es un mecanismo general para inactivar y almacenar enzimas metabólicas clave durante un estado de inanición celular avanzada. Estos hallazgos tienen amplias implicaciones para entender la interacción entre el estrés nutricional, el metabolismo y la organización física de una célula.
