IEn las células epiteliales intestinales, la miosina motora molecular Vb ejecuta un intrincado servicio de entrega, tráfico de proteínas involucrado en el transporte acuático y polaridad celular a membranas apicales.1,2 Cuando este proceso se interrumpe y las proteínas están mal localizadas, pueden ocurrir trastornos como la enfermedad de inclusión de microvellosidades (MVID). Un trastorno congénito en los recién nacidos, los pacientes con MVID no pueden absorber agua adecuadamente, lo que provoca diarrea mortal. Ciertas mutaciones en el gen que codifica la miosina Vb también afectan el flujo de bilis a través del hígado y están relacionadas con los cánceres colorrectal y gástrico.
Amy Engevik, profesora asistente de la Universidad Médica de Carolina del Sur, visualiza tejidos humanos y de ratones con microscopía de inmunofluorescencia para ver adónde van las proteínas cuando se interrumpe el tráfico.
Mindy Engevik
Para Amy Engevikbiólogo de células epiteliales de la Universidad Médica de Carolina del Sur que estudia la función celular en el tracto gastrointestinal, la ubicación de las proteínas importa más que la abundancia.
Visualiza tejidos de modelos de ratón, organoides y muestras humanas con microscopía de inmunofluorescencia para ver adónde van las proteínas cuando se altera la miosina Vb. Al visualizar el movimiento de las proteínas, Engevik pretende comprender mejor el tráfico de proteínas en presencia y ausencia de este contenedor de envío molecular.
¿Cómo conduce la pérdida de miosina Vb a MVID?
Creo que myosin Vb es como Amazon Prime: es una de las principales fuentes que entrega artículos a domicilio. Camina sobre actina F utilizando su dominio motor y funciona como transportador, sosteniendo la carga en su dominio de unión como un camión.
Si se pierde miosina Vb en la célula, muchas cosas no pueden llegar a la membrana apical, como los transportadores de sodio y agua. Esto provoca una deshidratación grave y los bebés que tienen MVID experimentan diarrea intensa. Esta afección es uniformemente letal si no se trata y las opciones de tratamiento son limitadas. Los bebés que nacen con MVID reciben nutrición por vía intravenosa, lo que puede causar sepsis, y es posible que deban someterse a un trasplante completo de intestino delgado.
¿Por qué se utiliza la microscopía para estudiar el tráfico de proteínas?
La microscopía es una de las herramientas dominantes que utilizamos en el laboratorio. Es importante estudiar modelos in vivo para ver qué sucede en el tejido que está lo más cerca posible del cuerpo humano. Si eliminamos el gen de la miosina Vb en un modelo animal, o si obtenemos tejido humano, podemos teñirlo. Cuando estos mecanismos de tráfico son aberrantes, como cuando eliminamos una determinada proteína motora, no siempre hay grandes cambios en los niveles de proteína o transcripción. La microscopía nos permite ver dónde terminan las cosas, no solo cuánto hay. De esta manera, es más útil que la transferencia Western, la PCR o la secuenciación de ARN.
La tinción inmunofluorescente de intestinos de ratón resalta la miosina motora molecular Vb (azul oscuro), que transporta proteínas a la membrana apical (azul claro) de las células epiteliales (núcleos teñidos de amarillo).
Amy Engevik
Por ejemplo, algunos de los principales transportadores de agua en las células intestinales son el cotransportador 1 de sodio-glucosa (SGLT1) y el intercambiador 3 de sodio-hidrógeno (NHE3). Ambos permiten la absorción de sodio, y luego sigue el agua por ósmosis. Si esos transportadores se pierden en la membrana apical, todavía son detectables a nivel de proteínas. Si tiñe y usa microscopía, puede ver claramente que están en la membrana apical en el tejido de control y cuando se altera la miosina Vb, son subapicales. Por lo tanto, los transportadores no están donde se supone que deben estar y no pueden funcionar correctamente.
¿Por qué la inmunofluorescencia es su método de microscopía preferido?
Creo que la inmunofluorescencia es un medio hermoso y podemos teñir múltiples proteínas usando tres o cuatro colores diferentes en una sola muestra. Esto nos permite ver hacia dónde van las proteínas en relación con la membrana apical, el aparato de Golgi o el núcleo, proporcionando un mapa de dónde están las cosas en la célula.
¿Existen nuevos avances en inmunofluorescencia que sean útiles para su investigación?
La multiplexación se está volviendo popular. Ahora existen kits de multiplexación que permiten a los científicos extraer anticuerpos y volver a teñir el mismo tejido. Esto es útil si tenemos tejidos raros, como muestras de humanos que padecen una enfermedad rara. Se puede utilizar el mismo tejido varias veces y mapear lo que está mal localizado o se expresa normalmente en esas células.
¿Qué espera lograr con su pasión por la microscopía?
Quiero descubrir cómo y qué tráfico de miosina Vb en estados sanos y patológicos en diferentes partes del sistema gastrointestinal. También quiero encontrar formas de mejorar el tráfico y superar las alteraciones de la miosina Vb.
Disfruto de la microscopía. Parece un proceso largo, desde el tejido del ratón hasta la tinción. Pero es divertido subirse al microscopio al final de ese proceso y ver el producto final.
Esta entrevista ha sido condensada y editada para mayor claridad.
Referencias
- Golachowska MR, et al. Reciclaje de endosomas en la formación del dominio de la membrana plasmática apical y polaridad de las células epiteliales. Tendencias Biol celular. 2010;20(10):618-626.
- Engevik AC, et al. Reclutamiento de complejos de polaridad y proteínas de unión estrecha en el sitio de la endocitosis masiva apical.. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2021;12(1):59-80.