De los cuerpos amiláceos a los ʻwasteosomesʼ: nuevas perspectivas sobre la eliminación de sustancias perjudiciales en los tejidos

Un artículo publicado ahora en la revista Ageing Research Reviews responde a muchos interrogantes sobre el origen y la función de estos cuerpos a partir del análisis de las similitudes y diferencias de los CA en los diferentes tejidos y órganos. El trabajo lo ha realizado un equipo de la Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación de la Universidad de Barcelona, el Instituto de Neurociencias de la UB (UBNeuro) y el Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), y lo han dirigido los profesores Carme Pelegrí y Jordi Vilaplana.

De los corpora amylacea a los wasteosomes

El trabajo constata que los CA, que son generados por células específicas, contienen sustancias o productos de desecho que quedan empaquetados en un esqueleto de glicano. Una vez formados, los CA son expulsados al medio externo o a espacios intersticiales, y en este último caso son fagocitados posteriormente por macrófagos.

Los productos de rechazo capturados en los CA son de distinto tipo y origen, «lo que ha generado una cierta confusión en el estudio de estas estructuras», apunta Jordi Vilaplana, del Departamento de Bioquímica y Fisiología. «En los CA del sistema nervioso, por ejemplo, se han descrito componentes de origen neuronal, hematológico, astrocítico, e incluso sustancias externas relacionadas con infecciones fúngicas y microbianas. Además, estos componentes son distintos a los que se encuentran en los CA presentes en los demás órganos y tejidos. Por tanto, la composición de los CA dependerá del entorno donde se hayan formado estas estructuras».

A pesar de esta variedad en su composición, lo que tienen en común los CA es que todos presentan una estructura de glicano —polisacárido que constituye el esqueleto del contenedor— y que explicaría por qué Rudolf Virchow los llamó corpora amylacea.

Sin embargo, actualmente los términos amiláceo y amiloide se utilizan, no solo para indicar que es similar al almidón, sino también para denominar determinadas proteínas fibrilares insolubles que tienden a precipitar, como la proteína beta-amiloide que forma las placas amiloides en el cerebro de los enfermos de alzhéimer. Curiosamente, algunas de estas proteínas se encuentran también como productos de desecho en algunos CA. «Por tanto, la denominación de cuerpos amiláceos o corpora amylacea —que indica unos cuerpos similares a los gránulos de almidón, pero también puede indicar cuerpos que contienen proteínas amiloides— genera confusión e interpretaciones erróneas», precisa Carme Pelegrí, del Departamento de Bioquímica y Fisiología.

«En consecuencia, proponemos denominar estas estructuras wasteosomes, en inglés, término que indica ʻcuerpo que contiene productos de desechoʼ. Esta denominación es más descriptiva y hace hincapié en la función de captar sustancias de desecho y no en las ambiguas propiedades amiloides», subrayan Jordi Vilaplana y Carme Pelegrí.

¿Cómo se eliminan los CA y los productos de desecho que contienen?

El trabajo también describe la síntesis de los CA, «un proceso en el que participan la proteína ubiquitina —un marcador de las sustancias de desecho— y la p62 —un captador de las sustancias marcadas con ubiquitina—, además de enzimas implicadas en la formación del contenedor o esqueleto de glicano, como la glucógeno sintasa, la malina o la laforina», explica Marta Riba, primera autora del artículo.

Los resultados revelan que los CA tienden a generarse en células de origen epitelial situadas en zonas limítrofes del cuerpo y en astrocitos situados en las áreas fronterizas del cerebro. «Según el lugar y la estructura de origen, el destino final de los CA será diferente», apunta Jaume del Valle, del Departamento de Bioquímica y Fisiología. «En la formación de los CA en la próstata, participan células epiteliales glandulares, y estos cuerpos pueden ser liberados directamente en el medio externo. En el caso del cerebro, en cambio, los CA generados por los astrocitos son expulsados hacia el líquido cefalorraquídeo que rodea el encéfalo y la médula espinal».

Cambios de perspectiva en la investigación sobre los CA

Por ahora, la presencia de los CA no puede asociarse directamente a ninguna enfermedad, aunque en algunas patologías se ha descrito un aumento en la cantidad de estos cuerpos.

«Si hay, sin embargo, una fuerte correlación entre el envejecimiento y la presencia de CA, lo que podría explicarse por un aumento en la producción de sustancias de rechazo en esta etapa de la vida, combinado con un desacoplamiento en determinados mecanismos de limpieza celular, como la autofagia y el sistema ubiquitina-proteosoma», comentan los autores.

«En este contexto, la presencia o la ausencia de determinadas sustancias en los CA podría emplearse como potenciales biomarcadores en biomedicina. Este hecho puede ser especialmente importante en enfermedades que afectan al cerebro, ya que los CA que se originan en él pueden aislarse a partir de muestras de líquido cefalorraquídeo y podrían aportar información sobre este órgano del sistema nervioso central, que de lo contrario es relativamente poco accesible».

La trayectoria del equipo de investigación de la UB-UBNeuro-CIBERNED ha abierto nuevas perspectivas científicas en el estudio de la naturaleza y las funciones de los CA. En trabajos previos alertaron de la necesidad de adaptar y consensuar protocolos experimentales para este tipo de investigaciones (Scientific Reports, 2017). También son autores de la descripción de la vía de expulsión de los CA del cerebro hasta el líquido cefalorraquídeo, su transporte hacia el sistema linfático y la eliminación posterior por medio de los macrófagos (PNAS, 2019), y recientemente han descrito la naturaleza glucídica y no proteica de los neoepítopos —unos determinantes antigénicos— de los CA del cerebro (Frontiers in Immunology, 2021). Algunas de las líneas de investigación que el equipo quiere potenciar contemplan diseñar nuevas metodologías para estudiar con precisión la composición de los CA y establecer si los CA cerebrales aislados a partir del líquido cefalorraquídeo pueden contener biomarcadores de enfermedades cerebrales.

Artículo de referencia:

Riba, M.; Del Valle, J.; Augé, E.; Vilaplana, J.; Pelegrí, C. «From corpora amylacea to wasteosomes: history and perspectives». Ageing Research Review, octubre de 2021. Doi: 10.1016/j.arr.2021.101484