Descobert un mecanisme molecular implicat en el transport cel·lular del colesterol

Els efectes nocius del desequilibri en els nivells de colesterol

La major part del colesterol que les cèl·lules utilitzen prové del seu exterior i arriba als lisosomes, en què es distribueix a diferents compartiments intracel·lulars. No obstant això, encara hi ha moltes preguntes pendents relacionades amb els esdeveniments moleculars precisos que regulen la sortida del colesterol dʼaquest orgànul i el seu posterior transport cap a la membrana i el reticle endoplasmàtic de les cèl·lules. Lʼobjectiu dʼaquesta recerca ha estat estudiar el mecanisme gràcies al qual el colesterol surt dels lisosomes. «Aquest procés requereix lʼacció coordinada dels transportadors NPC1 i NPC2, que juntament amb el lípid lisosòmic bis-(monoacilglicerol)-fosfat (BMP) mobilitzen i exporten el colesterol lliure», explica Carles Enrich.

La regulació del tràfic intracel·lular de colesterol i de la quantitat que en reben els diferents orgànuls cel·lulars és molt important per a lʼequilibri —o homeòstasi— del colesterol dins la cèl·lula. Errors o disfuncions en el seu transport provoquen un desajustament que causa trastorns com ara la malaltia de Niemann-Pick de tipus C. Es tracta dʼuna malaltia, actualment sense cura, produïda per mutacions en els transportadors de colesterol lisosòmics NPC1 i NPC2. Això impedeix metabolitzar el colesterol i altres greixos amb normalitat, la qual cosa afecta greument el fetge, la melsa i el cervell. 

Cribratge genètic de tipus CRISPR/Cas9 en tot el genoma

Per tal dʼidentificar reguladors de lʼequilibri del colesterol, els investigadors van fer cribratges genètics de tipus CRISPR/Cas9 en tot el genoma. Aquesta metodologia permet interrogar, de manera massiva i paral·lela, tot el genoma humà respecte a un procés biològic concret, procediment que genera una gran quantitat de dades. En aquest estudi, el cribratge es va aplicar en condicions normals però també bloquejant la proteïna NPC1, amb el propòsit dʼidentificar els components cel·lulars que poden exportar el colesterol de manera paral·lela a aquest transportador.  

Aquesta estratègia va permetre descobrir gens que, quan sʼeliminen, alteren els nivells intracel·lulars del colesterol o del BMP. «Els nostres cribratges genètics van identificar un elevat nombre de gens implicats en la regulació metabòlica del colesterol i el BMP, el paper dels quals no es coneixia en aquest context. A més, vam confirmar una estreta correlació i regulació entre els nivells dʼaquests dos lípids», destaca Albert Lu.

Una de les molècules implicades en aquest procés és lʼSNX13, una proteïna del reticle endoplasmàtic que regula negativament la sortida del colesterol dels lisosomes cap a la membrana plasmàtica i, així, fa disminuir la quantitat dʼaquest lípid. «En absència de la funció de lʼNPC1, la reducció de lʼSNX13 va provocar una redistribució del colesterol lisosòmic cap a la membrana plasmàtica, la qual cosa indica que lʼSNX13 podria ser un regulador important en aquesta via de transport del colesterol», explica Lu.

Una visió inesperada dels mecanismes de regulació

Aquests resultats proporcionen una visió inesperada de la regulació dʼaquests lípids, ja que hi ha pocs mecanismes alternatius —i en la major part dels casos són desconeguts— que permetin la sortida del colesterol quan el transportador NPC1 està inhibit o ha mutat. «Nosaltres ja vam descriure fa poc una via alternativa regulada per lʼannexina A6, i amb aquest nou treball aportem noves evidències que indiquen que paral·lelament a lʼNPC1 pot haver-hi rutes alternatives de sortida del colesterol lisosòmic», subratlla Carles Enrich.

El descobriment de molècules capaces de revertir els efectes causats per la disfunció de lʼNPC1, com és el cas de lʼSNX13, podria suposar lʼexistència de «futures dianes terapèutiques en el tractament de la malaltia de Niemann-Pick de tipus C, ja que un millor coneixement de les molècules que participen en el contactes entre orgànuls pot permetre la manipulació del transport de lípids i ions i restablir lʼhomeòstasi cel·lular», conclouen els investigadors.  

Article de referència:

Lu, A.; Hsieh, F.; Sharma, B. R.; Vaughn, S. R.; Enrich, C.; i Pfeffer S. R. «CRISPR screens for lipid regulators reveal a role for ER-bound SNX13 in lysosomal cholesterol export». Journal of Cell Biology, desembre de 2021. Doi: https://doi.org/10.1083/jcb.202105060