Diseña la UAM modelo computacional para receptor hormonal en casos de infertilidad humana

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• La investigación de los académicos de la Unidad Lerma fue publicada recientemente en la revista PLOS ONE

Investigadores de la Unidad Lerma de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) desarrollaron un modelo computacional que permite simular y, por tanto, estudiar las regiones transmembranales del receptor de la hormona estimulante del folículo esencial para el funcionamiento del sistema reproductivo.

Los doctores Eduardo Jardón Valadez y Derik Castillo Guajardo, académicos de los departamentos de Recursos de la Tierra y de Ciencias Ambientales de dicha sede académica, respectivamente, señalaron que su trabajo –publicado recientemente en la revista PLOS ONE– tiene que ver con un tema relevante relacionado con el funcionamiento y la comunicación celular.

En entrevista explicaron que a partir del artículo, el grupo de investigación que lidera logró construir un “esquema computacional para una proteína de membrana perteneciente a la superfamilia de los receptores acoplados a las proteínas G (GPCR, por sus siglas en inglés) que constituye la familia más numerosa dentro de ese tipo de moléculas”.

Los receptores mencionados forman parte del sistema neuroendocrino, por lo que son promotores de diversas respuestas celulares de glándulas y tejidos relacionados con el olfato, las papilas gustativas y los receptores de luz en la retina, entre otras funciones.

Dichos mecanismos que se encuentran en todo el organismo, pero particularmente en el sistema neuroendocrino y permiten que las células se comuniquen, por ejemplo a través de señales que van del cerebro a las gónadas, tema en el cual el grupo de investigación trabaja con el objetivo de estudiar problemas de reproducción humana principalmente relacionados con infertilidad.

“Nosotros colaboramos con especialistas interesados en problemas de salud, pero desde una aproximación cercana a la física y la química”, y el propósito es generar patrones informáticos que conduzcan a entender “cómo una señal puede migrar de un tejido a otro o incorporarse a las células para que éstas puedan tener una respuesta”, expuso el doctor Jardón Valadez.

Una de las aportaciones de esta experiencia colaborativa –realizada con grupos de indagación experimentales y clínicos– radica en el hecho de tener conocimiento de casos en los que una mutación específica afecta funciones del sistema reproductivo que conducen, por ejemplo, a problemas de amenorrea e infertilidad.

Los especialistas de la UAM comentaron que algunos casos clínicos reportan alguna alteración del sistema reproductivo por efecto de la mutación, “que consiste en la sustitución de un aspártico por tirosina en la segunda hélice transmembranal, de las siete que conforman las regiones transmembranales” y es en este ámbito de estudio que cobra relevancia su proyecto.

El doctor Castillo Guajardo destacó que en la Unidad Lerma se ha propiciado siempre la interdisciplina y en este estudio hay una relación entre la biología celular, la biología molecular y la parte médica, pero “se trata de un experimento totalmente computacional”.

A un modelo de cómputo “podemos incluirle diferentes niveles de detalles respecto del comportamiento de las moléculas, lo cual nos permite hacer comparaciones con experimentos” que suelen realizarse en el laboratorio, con la finalidad de validar dichos modelos.

Las mutaciones que se describen en el trabajo corresponden a casos clínicos, en esta ocasión, de una paciente con amenorrea (ausencia de los periodos menstruales) causante de problemas de infertilidad. A partir de ello “desarrollamos un modelo in silico, es decir, una simulación computacional, que nos permitió entender cuáles son los cambios que tiene este receptor respecto de un paciente sano”.

La hormona estimulante de los folículos promueve la maduración de folículos en el ovario, la formación de endometrio en el útero y eventualmente la menstruación en la fase luteinizante. En un organismo sano este ciclo ocurre con la periodicidad habitual, sin embargo existen casos de mujeres en las que se produce la hormona y ésta llega al ovario, pero no causa el efecto deseado.

Lo que ocurre es que aquél no recibe el estímulo de la hormona; “esto significa que la proteína receptora tiene una diferencia muy sencilla, pero que causa un importante efecto” conocido como amenorrea, dijo Castillo Guajardo.

El estudio se propone en este sentido comparar cómo se comportan los receptores de personas sanas respecto de otras a las que se les ha detectado la mutación y con esta información se realizan diversos análisis para saber cuál es la secuencia de la proteína y su forma en el espacio tridimensional, entre otros aspectos.

Los académicos de la Unidad Lerma destacaron que se han conjuntado diferentes especialistas “para generar un trabajo que no solamente incluye una parte teórica, sino también una biológica y clínica para entender cómo una mutación puede generar un problema clínico, particularmente de reproducción humana”.

El trabajo Simulación de dinámica molecular del receptor de la hormona estimulante del folículo. Comprensión de la dinámica conformacional de las variantes con modificaciones en las posiciones N680 y D408 por medio del análisis in silico fue publicado recientemente en PLOS ONE, primera revista multidisciplinar de acceso abierto al mundo, que acepta investigaciones científicamente rigurosas e innovadoras.

PLOS ONE presenta informes de investigaciones originales de ciencias naturales, investigación médica, ingeniería, así como de ciencias sociales y humanidades que contribuirán a la base del conocimiento científico, y los criterios de publicación se basan en altos estándares éticos y en el rigor de la metodología y las conclusiones informadas.

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