Membrana celular: más que un simple contenedor

El laboratorio del doctor Mario Suwalsky ha reunido una serie de herramientas que hasta ahora se usaban por separado en el estudio de fenómenos a nivel celular. Con tal esfuerzo ha sido posible encontrar nuevas respuestas en el estudio de las membranas celulares.

Las claves relacionadas con la membrana celular y el traspaso de información entre el interior y el exterior de esta unidad de vida son las que motivan al doctor Mario Suwalsky, investigador de la facultad de Ciencias Químicas de la universidad, a buscar explicaciones de aquello que la medicina conoce hasta hoy sólo por sus efectos.

Y es que el estudio de la membrana celular puede entenderse hoy como la base para explicar lo que ocurre en todo un organismo.

El trabajo del equipo de investigadores, que incluye a colegas de las facultades de Ciencias Biológicas y Farmacia así como de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, ha reunido lo más avanzado de la tecnología para determinar qué ocurre con la membrana cuando es sometida a la acción de compuestos seleccionados por su posible o demostrada interacción con el objeto de estudio y por su relevancia nacional.

Se trata de peligrosos pesticidas catalogados en la llamada “docena sucia” y de una lista de otros tóxicos de amplio uso en el país.

La investigación se ha ampliado a metales elegidos por su toxicidad y carácter contaminante, por su relación con enfermedades neurológicas o por su participación en el estrés oxidativo a nivel de membranas. En este último caso, se trata de compuestos asociados a enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson, Huntington,Alzheimer y la esclerosis múltiple. Algunos de ellos son el mercurio, cadmio, cobre, plomo, hierro y aluminio.

A modo de ejemplo, el doctor Suwalsky explica que el mundo científico está dividido respecto del aluminio y su relación con el Alzheimer. Es un hecho demostrado que dicho metal se encuentra en cantidades superiores a lo normal en el cerebro de las personas que padecen el mal, pero no hay acuerdo respecto de si es una causa o sólo un efecto de la enfermedad.

Pero eso no es todo. Aunque no es exactamente un metal, la investigación también ha incluido al arsénico por su elevada concentración en aguas de consumo humano de la Segunda Región del país. Y aún más. Por el interés que despierta en el mundo de la medicina, el equipo de científicos busca aclarar los mecanismos de acción molecular de anestésicos locales de más amplio uso en Chile como la benzocaína, bupivacaína, lidocaína, procaina, proparacaina y tetracaina, así como los efectos tóxicos inducidos a nivel de membranas celulares por fármacos de extensivo uso en nuestro país tales como drogas anticancerosas y depresoras del sistema nervioso central.

Con la experiencia acumulada en años de estudio, Mario Suwalsky tiene muy claro que la membrana celular es mucho más que un simple contenedor: “Si falla la membrana, falla también la célula”.

Por eso agrega que la complejidad de esta estructura, formada por más de 100 tipos de lípidos y 200 tipos de proteínas, determina también las herramientas para cumplir con los objetivos de la investigación.

Hasta ahora los científicos suelen trabajar por separado con técnicas conocidas como difracción de rayos X, para el estudio a nivel molecular; espectroscopía de fluorescencia y microscopía electrónica, para el nivel de membranas; y medidas electrofisiológicas, para el caso de los tejidos.

Y es aquí en donde el trabajo del doctor Suwalsky aporta otra novedad, porque la complejidad descrita de la membrana lo ha hecho combinar todas estas herramientas, permitiendo establecer relaciones entre lo que ocurre desde el nivel molecular hasta el de los tejidos.

Membrana celular

Las membranas son agrupaciones moleculares complejas, constituidas esencialmente por bicapas lipídicas que forman una especie de matriz en la que se insertan las proteínas. Dada la naturaleza hidrofóbica de su interior, las membranas separan los medios acuosos internos y externos de la célula impidiendo la difusión libre de agua y solutos, estableciendo de este modo un gradiente regulado transmembrana de concentraciones de solutos necesarios para los procesos metabólicos y producción de energía.

Las membranas son responsables del transporte molecular desde y hacia el interior de las células así como entre sus diferentes organelas mediante un complejo sistema proteico de canales, bombas, receptores y enzimas; intervienen, además, en las señales de transducción transmembrana y en el almacenamiento de precursores para generar mensajeros secundarios. [subir]