Investigadores de la US estudian los mecanismos celulares de regulación ante la falta de oxígeno
El grupo de investigación de la Universidad de Sevilla liderado por José López Barneo, catedrático y director del Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS), ha descrito, en un artículo publicado en la revista internacional Cell Metabolism, cómo se activa el centro respiratorio cuando disminuye la concentración de oxígeno en la sangre. Este grupo trabaja en el estudio de los sistemas de regulación celular y de detección de los niveles bajos de oxígeno (hipoxia)
La importancia de esta línea de investigación, que se remonta a 1987, radica en que el organismo necesita el oxígeno para subsistir. Conocer cómo funciona este sistema permitirá a los investigadores en un futuro evitar muertes por hipoxemia o disminución de la difusión de oxígeno en los tejidos y en la célula.
Se calcula que al día muere una media de 50 personas en Estados Unidos por exceso de consumo de analgésicos que producen una depresión del sistema de control del sensor de oxígeno de las células. Estos analgésicos (generalmente opiáceos) inhiben los sistemas de alarma que detectan la hipoxia -falta de oxígeno en los tejidos del cuerpo- y su acción sobre el centro respiratorio. Por lo tanto, el organismo no detecta esta falta de oxígeno, por lo que no pone en marcha ninguna medida para paliar estos síntomas y la situación puede desembocar en la muerte del paciente.
“Cuando las células detectan una falta de oxígeno, por ejemplo cuando estamos en lo alto de una montaña, el organismo es sabio y hace que respiremos con mayor frecuencia y que el corazón se contraiga más veces para llevar más sangre con oxígeno a los tejidos”, explica el profesor López Barneo, quien añade que “el problema es cuando los tejidos implicados en este control no son conscientes de que hay una falta de oxígeno y por ello no activan las medidas para compensarlo. Por ello, debemos desarrollar fármacos que activen estos sensores de control en vez de deprimirlos”.
El objetivo fundamental de los investigadores es conocer en profundidad cómo unos orgánulos celulares denominados mitocondrias intervienen en este proceso, de qué manera se lleva a cabo la medición de los niveles de oxígeno en las células y cómo se ponen en marcha los procesos de alerta y regulación en condiciones de hipoxia.
Proyectos Advanced Grants
El doctor López Barneo dirige uno de los dos únicos proyectos denominados Advanced Grants (AdG) que existen en estos momentos en Andalucía. Se trata de un programa que tiene como objetivo brindar apoyo a proyectos de investigación en la frontera del conocimiento de cualquier temática, liderados por investigadores ‘senior’ con una experiencia contrastada de cualquier país del mundo que desarrollen el trabajo en uno de los estados miembros de la UE o de los países asociados. La convocatoria ‘Advanced Grants’ es altamente competitiva y en ella se financian solo el 10 % de los proyectos solicitados,, que ya de por si están muy seleccionados pues solo los investigadores de alto nivel envían solicitudes.
Los proyectos son individuales y pueden tener una duración de hasta 5 años y una financiación de hasta 3,5 millones de euros. En la actualidad solo hay dos investigadores que dirijan proyectos de estas características en Andalucía: José López Barneo, y Andrés Aguilera, catedrático y director del Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa (Cabimer).
Con cargo al proyecto ERC, el IBiS va a adquirir un microscopio multifotón de última generación con el objetivo de poder seguir avanzando en el estudio de sistemas celulares complejos.
“Toda la investigación que realizamos se hace en el IBiS. En la actualidad en mi grupo somos catorce personas y, aunque hoy día la investigación es internacional, nos gusta mantener ese espíritu de independencia y que lo poco o mucho que podamos avanzar en el conocimiento científico salga de nuestros laboratorios”, comenta este investigador.
Referencia bibliográfica: Oxygen sensing by arterial chemoreceptors depends on mitochondrial complex I signaling. Fernández-Agüera MC, Gao L, González-Rodríguez P, Pintado CO, Arias-Mayenco I, García-Flores P, García-Pergañeda A, Pascual A, Ortega-Sáenz P, López-Barneo J. Publicado en Cell Metabolism 2015; 22: 825-837.