Reactivos utilizados para la investigación del estrés celular en mitocondrias

La capacidad de los organismos de resistir los cambios en su medio ambiente resulta de la activación de múltiples respuestas que modifican el metabolismo celular a fin de  que este repare el daño y contrarreste los efectos del estrés celular, o que lleve a la muerte celular en el caso de células cuya función normal no puede ser recuperada. Con este fin, la célula envía una serie de señales al medio, tales como la exposición de moléculas de superficie o la liberación de algunos factores bioactivos como iones, metabolitos pequeños, proteínas intracelulares, citosinas o microvesículas.

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Por ejemplo, la falta de oxígeno, la presencia de sustancias nocivas en el sistema respiratorio u otros xenobióticos causan estrés en las mitocondrias. Al acumularse las proteínas desplegadas en la matriz mitocondrial se activa una variante de la respuesta UPR (unfolded protein response). En ella, aumenta la transcripción de algunas enzimas específicas que contribuyen a restaurar el equilibrio de las proteínas en la llamada “respuesta integrada al estrés”. A continuación, se activa la glicolisis y el catabolismo de lípidos para favorecer la biogénesis y reparación de las mitocondrias.

Otros mecanismos que causan estrés celular conllevan al aumento de la permeabilidad de la membrana mitocondrial externa (MOMP), un evento que conduce a la muerte celular. En este caso, se forman grandes poros en la membrana mitocondrial externa, liberando moléculas que activan a las caspasas, que a su vez actúan sobre una gran cantidad de proteínas, ya sea activándolas o degradándolas, generándose el fenotipo de apoptosis celular.

El estudio de estas señalizaciones en la apoptosis ha permitido el desarrollo de fármacos contra el cáncer, tales como el Navitoclax (aprobado por la FDA para su uso compasivo)  , el Venetoclax y algunos inhibidores de MCL-1.

En FUJIFILM Wako, en alianza con Focus Biomolecules, contamos con reactivos avanzados y de primera calidad para el estudio del estrés celular y permeabilidad de las mitocondrias, por ejemplo:

Mdivi (10-1179)

Es una molécula permeable a la membrana mitocondrial que inhibe la fisión de las mitocondrias mediada por la actividad de la Drp1 GTPasa, contribuyendo así a detener el proceso de apoptosis. Tiene efectos neuroprotectores en modelos de isquemia cerebral y neurodegeneración.

Ácido Betulínico (10-2278)

Es un producto natural extraído del abedul pubescente que induce la apoptosis al actuar directamente sobre las mitocondrias, induciendo la creación de poros de transición de permeabilidad. Además de su actividad anticancerígena, ha demostrado actividad como quimiosensibilizador en células de cáncer de colon resistentes.

Ácido Bongkrékico (10-2751)

Es una toxina de origen bacteriano que protege a las células de la apoptosis al inhibir la formación de poros de transición de permeabilidad en las mitocondrias. Actúa directamente sobre la ANT (translocasa de nucleótidos de adenina), impidiendo la salida del ATP de la mitocondria.

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Mito-photo-DNP (10-1580-0001) 

Es una molécula que penetra selectivamente a las mitocondrias y que facilita la translocación de protones de un lado a otro de la membrana. Al generar su despolarización, detiene la producción de ATP. Es activada al ser irradiada con luz UV a 355 nm. Es de utilidad en el estudio del papel de las mitocondrias de algunas células específicas en el control de los niveles locales de ATP y calcio.

Bibliografía:

1. Chalmers, S., Caldwell, S. T., Quin, C., Prime, T. A., James, A. M., Cairns, A. G., ... & Hartley, R. C. (2011). Selective uncoupling of individual mitochondria within a cell using a mitochondria-targeted photoactivated protonophore. Journal of the American Chemical Society, 134(2), 758-761.
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5. Ruiz, A., Alberdi, E., & Matute, C. (2018). Mitochondrial Division Inhibitor 1 (mdivi-1) Protects Neurons against Excitotoxicity through the Modulation of Mitochondrial Function and Intracellular Ca2+ Signaling. Frontiers in Molecular Neuroscience, 11, 3.