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RSe cree que la NA es una especie de molécula que se queda en casa, a menudo cómodamente confinada en el interior de la célula. Entonces, cuando se detectaron moléculas de ARN en la superficie de varios tipos de células, los investigadores se preguntaron para qué podrían servir. Un estudio reciente ha revelado una de sus funciones: movilizar células inmunes al tejido inflamado. 1

Publicado el mes pasado en Celúlaun equipo de la Universidad de Yale dirigido por un genetista Jun Lu y farmacólogo Dianqing Wu describieron cómo el ARN de la superficie celular ayuda a los neutrófilos a adherirse a las células endoteliales e infiltrarse en el tejido. La eliminación de las moléculas evita que las células inmunes lleguen a los sitios inflamatorios en ratones, destacando su papel en la respuesta del sistema inmunológico a amenazas potenciales.

Después de haber sido un misterio durante tanto tiempo, es alentador que los investigadores presten atención a las funciones de los ARN de la superficie celular, afirmó Carolyn Bertozzi, bioquímico de la Universidad de Stanford, que no participó en el nuevo estudio. “Estoy muy emocionado de que este grupo haya comenzado a pensar en [them] como mediador potencial de los neutrófilos”.

Prueba de ARN de la superficie celular salió a la luz por primera vez en 2020, cuando se detectaron en células inmunitarias de la sangre humana.2 Al año siguiente, el grupo de Bertozzi encontró las moléculas que se encuentran en la superficie de las células cancerosas y de las células madre, donde se encuentran. soldado a una cadena de azúcar.3 Al igual que las glicoproteínas y los glicolípidos, esta nueva categoría de moléculas, bautizada como glicoARN, parecía unirse a receptores inmunes, lo que apunta a posibles funciones inmunorreguladoras.

Cuando Lu encontró estos artículos, respondió con una buena dosis de escepticismo. Después de todo, razonó que cualquier ARN expuesto debería ser destrozado por las RNasas, enzimas que degradan el ARN que deambulan por el plasma sanguíneo.

“Me preguntaba cómo era posible. En ese momento, un postdoctorado se unió al laboratorio y dijimos que tal vez quisieras pasar dos meses demostrando que estaban equivocados y luego pasar a otra cosa”, dijo Lu con una sonrisa.

Su equipo comenzó utilizando un marcador químico llamado biotina para marcar cualquier cadena de azúcar presente en la superficie de los neutrófilos, marcando glicoproteínas, glicolípidos y, potencialmente, glicoARN. Sin romper la membrana celular, purificaron el ARN de las células marcadas y luego aplicaron ARNasa en concentraciones mucho más altas que las que normalmente se encuentran en el cuerpo humano. Si la enzima disminuyó la señal de biotina, algunos azúcares de las células deben unirse al ARN extracelular. Para sorpresa de Lu, la señal desapareció, confirmando la presencia de glicoARN en la superficie celular.

Si los glicoARN comparten funciones similares a las glicoproteínas y los glicolípidos, pueden ayudar a las células inmunitarias a llegar a los sitios inflamatorios. Para probar esto, los investigadores tiñeron algunos neutrófilos de rojo y degradaron sus glicoARN extracelulares utilizando RNasa. Marcaron otros neutrófilos en color verde, pero dejaron intactos los ARN de su superficie. Después de inyectar las células teñidas en un ratón que tenía inflamación abdominal, el equipo de Lu descubrió que las células que carecían de glicoARN tenían menos probabilidades de llegar al estómago.

Para infiltrarse en el tejido, los neutrófilos primero deben adherirse a las células exteriores y luego atravesar varias capas de células. Lu se preguntó si los glicoARN contribuían a ambas etapas de este proceso, por lo que su equipo colocó neutrófilos en un lado de una capa endotelial cultivada y un quimioatrayente en el otro. Las células inmunes que carecen de glicoARN mostraron menos adhesión y migración reducida a través de la capa celular in vitro. Sin la barrera endotelial, las células migraron normalmente, lo que sugiere que los glicoARN no afectan la movilidad celular.

Para descubrir cómo los glicoARN de neutrófilos median la unión a las células endoteliales, los investigadores dividieron la molécula en sus componentes de azúcar y ARN. La saturación del mismo sistema de cultivo celular con glicanos impidió que las células inmunes migraran a través de la capa endotelial, mientras que la saturación de ARN no tuvo ningún efecto. Los hallazgos sugirieron que, de manera similar a otros glicoconjugados, la porción de glicano se adhiere a las células endoteliales, mientras que el ARN une el azúcar a la membrana.

Al servir como andamio, la secuencia real de ARN, al menos en este contexto, parece menos importante, explicaron los investigadores. «También puede haber una vida oculta para una función basada en secuencias», dijo Lu. «Esto es sólo la punta del iceberg.»

Los investigadores se preguntaron si los glicoARN se originan intracelularmente o a partir de fragmentos capturados liberados extracelularmente por células moribundas. Para explorar esto, nuevamente etiquetaron grupos de neutrófilos en rojo o verde. Marcaron químicamente los glicoARN sólo en las células verdes. Después de cultivar las células juntas durante tres días, el equipo detectó las etiquetas químicas sólo en las células verdes, lo que sugiere que el ARN se produce internamente en lugar de transferirse desde el entorno externo.

La secuenciación de las moléculas de glicoARN arrojó resultados para el ARN ribosomal, el ARN de transferencia y los pequeños ARN nucleolares, lo que sugiere que pueden ser fragmentos reutilizados de ácidos nucleicos no codificantes. Sin embargo, las reglas que determinan qué fragmentos de ARN terminan en la membrana y cómo se protegen de la degradación no están claras.

Éstas son preguntas que el equipo de Yale espera abordar en trabajos futuros. Los investigadores también planean investigar si la expresión de glicoARN se altera en diversos estados patológicos. Pero debido a la falta de métodos de detección en tiempo real, esto será un desafío experimental. «Es necesario mejorar las metodologías antes de que podamos abordar muchas de esas cuestiones», afirmó Wu.

Referencias

  1. Zhang N, et al. Los ARN de la superficie celular controlan el reclutamiento de neutrófilos. Celúla. 2024;187:846-860.
  2. Huang N, et al. Visualización natural del ARN codificado nuclear en la superficie celular y su impacto en las interacciones celulares.Genoma biológico. 2020;21,225.
  3. Flynn RA, et al. Los ARN pequeños se modifican con N-glicanos y se muestran en la superficie de las células vivas.. Celúla. 2021;184, 3109-3123.e22.