La ultrastructura y la actividad mitocondrial son reguladas de manera diferencial por metabolitos derivados de la glucólisis, el ciclo de Krebs y la microbiota en monocitos
Autores: Pérez-Hernández, C. Angélica; Moreno-Altamirano, M. Maximina Bertha; López-Villegas, Edgar O.; Butkeviciute, Egle; Ali, Mohammad; Kronsteiner, Barbara; Dunachie, Susanna J.; Dockrell, Hazel M.; Smith, Steven G.; Sánchez-García, F. Javier
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
La ultrastructura y la actividad mitocondrial son reguladas de manera diferencial por metabolitos derivados de la glucólisis, el ciclo de Krebs y la microbiota en monocitos
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Metabolitos
Mitocondrias
Señalización celular
Respuestas inmunitarias
Función mitocondrial
Reprogramación metabólica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Varios metabolitos intermedios poseen propiedades de señalización celular, por lo que es probable que metabolitos específicos permitan la comunicación entre células vecinas, así como entre células huésped con la microbiota, patógenos y células tumorales. Las mitocondrias, una fuente de metabolitos intermedios, participan en una amplia gama de procesos biológicos más allá de la producción de ATP, como la homeostasis del calcio intracelular, la señalización celular, la apoptosis, la regulación de las respuestas inmunitarias y la comunicación entre células huésped y microbiota. En este sentido, la plasticidad de las mitocondrias les permite adaptar su estado bioenergético a señales intra y extracelulares, y los mecanismos que impulsan dicha plasticidad son actualmente objeto de intensa investigación. Aquí, abordamos si la ultraestructura y la actividad mitocondrial se moldean de manera diferencial cuando los monocitos humanos son expuestos a una fuente exógena de lactato (derivado de la glucólisis), succinato y fumarato (intermediarios metabólicos del ciclo de Krebs), o butirato y acetato (ácidos grasos de cadena corta producidos por la microbiota intestinal). Se ha demostrado previamente que el fumarato induce la fusión mitocondrial, aumenta el potencial de membrana mitocondrial y remodela la ultraestructura de las crestas mitocondriales. Aquí, proporcionamos evidencia de que, a diferencia del fumarato, el lactato, el succinato y el butirato inducen la fisión mitocondrial, mientras que el acetato induce la hinchazón mitocondrial. Estas características, junto con la cinética de entrada de calcio mitocondrial y las tasas de producción de ATP glucolítico frente a mitocondrial, sugieren que estos metabolitos moldean de manera diferencial la función mitocondrial, allanando el camino para la comprensión del reprogramación metabólica inducida por metabolitos en monocitos y su posible uso para la intervención en la respuesta inmune.
Descripción
Varios metabolitos intermedios poseen propiedades de señalización celular, por lo que es probable que metabolitos específicos permitan la comunicación entre células vecinas, así como entre células huésped con la microbiota, patógenos y células tumorales. Las mitocondrias, una fuente de metabolitos intermedios, participan en una amplia gama de procesos biológicos más allá de la producción de ATP, como la homeostasis del calcio intracelular, la señalización celular, la apoptosis, la regulación de las respuestas inmunitarias y la comunicación entre células huésped y microbiota. En este sentido, la plasticidad de las mitocondrias les permite adaptar su estado bioenergético a señales intra y extracelulares, y los mecanismos que impulsan dicha plasticidad son actualmente objeto de intensa investigación. Aquí, abordamos si la ultraestructura y la actividad mitocondrial se moldean de manera diferencial cuando los monocitos humanos son expuestos a una fuente exógena de lactato (derivado de la glucólisis), succinato y fumarato (intermediarios metabólicos del ciclo de Krebs), o butirato y acetato (ácidos grasos de cadena corta producidos por la microbiota intestinal). Se ha demostrado previamente que el fumarato induce la fusión mitocondrial, aumenta el potencial de membrana mitocondrial y remodela la ultraestructura de las crestas mitocondriales. Aquí, proporcionamos evidencia de que, a diferencia del fumarato, el lactato, el succinato y el butirato inducen la fisión mitocondrial, mientras que el acetato induce la hinchazón mitocondrial. Estas características, junto con la cinética de entrada de calcio mitocondrial y las tasas de producción de ATP glucolítico frente a mitocondrial, sugieren que estos metabolitos moldean de manera diferencial la función mitocondrial, allanando el camino para la comprensión del reprogramación metabólica inducida por metabolitos en monocitos y su posible uso para la intervención en la respuesta inmune.