Un cuento de dos proteínas - ¿cómo nos ayudan a escuchar ?

Enviado el: Jueves, 07 de noviembre 2013 por James Robins
Un nuevo trabajo de investigación  , escrito por colaboradores de las Universidades Madison , Sheffield y  Keele , investiga el papel que las dos proteínas, TMC1 y TMC2 , desempeñan en la función de las células ciliadas de la cóclea .
Uno de nuestros investigadores , el doctor David Furness de la Universidad de Keele , explica cómo el trabajo hace una contribución muy importante para comprender  cómo el sonido se convierte en señales eléctricas que se envían al cerebro.
Transducción
Un artículo recientemente publicado en el Journal of General Physiology se dirige a la naturaleza de los canales de iones implicados en el proceso de las células ciliadas de convertir la información de sonido en señales eléctricas que se envían a continuación al cerebro .  

Este mecanismo , denominado transducción , se produce cuando los  estereocilios  de la parte superior de las células ciliadas de la coclea son movidos ante  un estímulo generado por un sonido .
Nuestras ideas actuales acerca de cómo funciona la transducción sugieren que cuando los estereocilios se empujan en una dirección, se extienden pequeños filamentos llamados uniones de punta ( ver foto que muestra una imagen microscópica de las uniones de punta entrelas células) , y esto a su vez, " mantiene abiertos ' unos canales en las puntas de los estereocilios .  

Cuando los canales están abiertos , los iones metálicos se pueden mover dentro de la célula , que es el comienzo del proceso de convertir los sonidos en señales eléctricas .  

Al empujar los estereocilios en la dirección opuesta se cierran estos canales y se frena la respuesta de  la célula .

Quedan abiertas muchas preguntas sobre este mecanismo, que es fundamental para nuestra audicion. 

Uno de ellas es : ¿qué proteínas forman el canal ? Esta es una pregunta que varios laboratorios principales están investigando , y es importante , no sólo para nuestra comprensión básica de las células ciliadas , sino también porque es probable que los defectos en estos canales están relacionadas con algunas formas de pérdida de la audición .
Informes recientes del laboratorio de Jeff Holt en los EE.UU. han planteado la posibilidad de que dos proteínas, llamadas "canales transmembrana" como la proteína 1 ( Tmc1 ) y una proteína estrechamente relacionada , TMC2 , forman estos canales transductores.  

Ellos encontraron que en ratones que habían sido alterados genéticamente para carecer tanto de la Tmc1 y la TMC2 ( conocidos como ratones Tmc ' knockout ' ) , la transducción no se produjo , pero si cualquiera de las proteínas era restaurada artificialmente , la transducción también se restablecía .
Esta colaboración entre los investigadores de las Universidades de Wisconsin- Madison, Keele y Sheffield (dirigida por Robert Fettiplace , Dave Furness y Carole Hackney, respectivamente) , se refiere a la cuestión sobre si estas proteínas son en realidad parte de la canal del transductor .  

Las mutaciones en el gen TMC1 en los seres humanos son una de las causas más comunes de la sordera . 
¿Cuál es el papel de las proteinas TMC1 y TMC2 ?
El trabajo en Keele se centra en imágenes de microscopía de los ratones knock-out y con el apoyo de "Acción sobre la pérdida auditiva"  y Deafness Research UK,  se llevó a cabo en nuestra unidad de microscopía electrónica en el edificio Jack Ashley de la Universidad de Keele ( el difunto Lord Ashley de Stoke fue el primer MP (miembro del parlamento) sordo del país y fue un gran defensor de la investigación de la audición, que estuvo muy involucrado tanto con Deafness Research UK y con "Acción en la pérdida de la audición" ) .
  
Junto con el trabajo llevado a cabo en Madison , se muestra que cuando las proteinas Tmc1 y TMC2 son ambas eliminadas en el mismo ratón, las células ciliadas individuales todavía pueden responder a los estímulos aplicados a los estereocilios , pero estas células son sensibles sólo cuando el movimiento estereocilios va en la dirección opuesta a la normalidad , a pesar de tener enlaces de punta normales.
Las propiedades básicas de los canales en estas células son generalmente similares a los de las células ciliadas normales .  

No sólo eso,  cuando las uniones de punta se destruyen por tratamiento químico , los canales siguen funcionando .  

Esto nos lleva a la conclusión importante y controvertida que los canales no están formados por proteínas Tmc pero que se necesitan estas proteínas para que los canales  se asocien correctamente con las uniones de punta .
Este trabajo , publicado el mes pasado , ya ha provocado gran interés de los principales investigadores en el este campo , mientras se esfuerzan por conciliar los resultados aparentemente contradictorios procedentes del laboratorio de Jeff Holt y de nuestro trabajo .  

Estoy seguro de que esto seguirá siendo un tema candente en la investigación de la audición por algún tiempo futuro.
La comprensión de cómo estos canales funcionan para convertir el sonido en señales eléctricas y la identificación de las proteínas que los forman y contribuyen a su funcionamiento correcto podría ayudar en el desarrollo de nuevos tratamientos para la pérdida de la audición mediante la identificación de nuevos objetivos para los fármacos o la señalización de otras estrategias de tratamiento .

Fuente: http://www.actiononhearingloss.org.uk/community/blogs/