AbstractsBiology & Animal Science

Lipid droplet biogenesis: a novel process of self-digestion as a strategy of survival to stress

by Ainara González Cabodevilla




Institution: Universitat Autònoma de Barcelona
Department:
Year: 2015
Keywords: Gotes lipidiques; Gotas lipídicas; Lipd droplets; Metabolisme; Metabolismo; Metabolism; Estrès; Estrés; Stress; Ciències de la Salut
Record ID: 1125343
Full text PDF: http://hdl.handle.net/10803/287913


Abstract

Las gotas lipídicas (lipid droplets, LD) son orgánulos presentes en la mayor parte de las células eucarióticas. Están compuestas por un núcleo hidrofóbico de triacilglicéridos y ésteres de colesterol, rodeado por una monocapa de fosfolípidos a la que se asocian proteínas específicas.El interés despertado por las LD ha aumentado en los últimos años, debido a su implicación en patologías. En algunos casos, el número y el tamaño de las LD es anormalmente alto, como ocurre en los hepatocitos en el hígado esteatótico o en los macrófagos de las placas ateroscleróticas. Existen también evidencias que sugieren la implicación de LD en procesos neurodegenerativos como las enfermedades de Parkinson y Alzheimer. Así, entender los mecanismos de biogénesis y movilización de LD es crítico para el diseño racional de terapias contra las principales patologías de las sociedades occidentales. Las células en cultivo forman LD en dos situaciones fisiológicas: En primer lugar, como respuesta a la disponibilidad de lípidos en el medio, ya sea en forma de lipoproteínas del suero o como ácidos grasos libres. En este caso, la síntesis de LD tiene la doble función de prevenir la toxicidad debida a un exceso de lípidos en el citoplasma, y de generar una reserva de ácidos grasos para su uso cuando la situación se revierta. En segundo lugar, las células sintetizan LD cuando se encuentran sometidas a estrés. La función fisiológica de la biogénesis de LD en el segundo caso es desconocida, aunque se ha comprobado en modelos de apoptosis inducida por Fas-L o exposición a pH ácido. De hecho, las LD que se acumulan en el núcleo anóxico de los tumores son visibles in vivo mediante NMR, constituyendo la base de técnicas de imagen muy prometedoras para el diagnóstico. La hipótesis central sobre la que se plantea este proyecto de tesis postula que la biogénesis de LD en situaciones de estrés constituye un mecanismo de reciclaje de componentes lipídicos estructurales para darles una función energética. Nuestros resultados evidencian que el estrés por privación total de nutrientes induce la síntesis de triacilglicéridos (TAG) a partir de ácidos grasos liberados de fosfolípidos estructurales. Estos TAG se empaquetan en LD, que son posteriormente movilizadas para proporcionar combustible para la beta oxidación mitocondrial. Este proceso sostiene la supervivencia celular al estrés, y su inhibición en cualquier punto resulta tóxica para las células sometidas a privación total de nutrientes, pero no para las células mantenidas en condiciones normales de cultivo. La diferencias funcionales y de composición de las LD generadas en respuesta a disponibilidad de lípidos o a situaciones de estrés está acompañada por una serie de diferencias regulatorias, tanto en el proceso de biosíntesis como en el de movilización. Esta diversidad regulatoria sugiere que la formación de gotas lipídicas en situaciones de estrés es una respuesta orientada a canalizar ácidos grasos estructurales hacia funciones energéticas, con el objetivo de sostener la supervivencia celular durante…