Un hallazgo inesperado dentro de células humanas ha sacudido el mundo de la biología celular. Se trata de una nueva estructura diminuta, observada gracias a una técnica de imagen de altísima resolución, que podría desempeñar un papel clave en cómo las células reciclan y eliminan proteínas. ¿Y si esta función estuviera relacionada con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer?
El descubrimiento no fue inmediato. Se produjo cuando el equipo liderado por la investigadora Seham Ebrahim, de la Universidad de Virginia, analizaba imágenes en tres dimensiones de células congeladas. Lo que al principio parecía un error visual se repitió tantas veces que no podía ser casualidad. Al examinarlo de cerca, se dieron cuenta de que era un orgánulo nuevo y real, al que bautizaron como “hemifusoma”. Su nombre alude al estado intermedio de fusión de membranas que presenta. Su forma, según Ebrahim, recuerda a “un muñeco de nieve con bufanda”.
Un orgánulo nunca antes visto en acción
El estudio, publicado en Nature Communications, empleó una técnica llamada criotomografía electrónica (cryo-ET), que permite ver el interior de las células congeladas sin necesidad de teñirlas ni alterarlas. Gracias a ello, los investigadores pudieron captar imágenes en un estado “muy nativo” de las estructuras celulares, con un nivel de detalle imposible hasta ahora. “Las estructuras hemifusionadas observadas en las células humanas corresponden a una configuración que hasta ahora solo se había predicho teóricamente”.
El hemifusoma aparece como la unión de dos vesículas —pequeñas burbujas de membrana— a través de una zona compartida de membrana doble llamada diafragma de hemifusión. Esta zona es clave porque no se fusiona completamente, sino que se mantiene como una especie de puente estable. Lo sorprendente es que estas estructuras no son fugaces, como se pensaba, sino que permanecen estables en el tiempo, algo que contradice ideas previas sobre cómo funciona la fusión de membranas.
Lo que diferencia al hemifusoma de otras vesículas
Los hemifusomas pueden encontrarse en dos configuraciones: una donde la vesícula más pequeña se adhiere por fuera a la más grande, y otra donde queda dentro, como si hubiera sido tragada parcialmente. En ambos casos, las dos vesículas comparten una sola membrana en la zona de contacto. Este tipo de fusión parcial no solo es estructuralmente novedoso, sino que tiene implicaciones sobre cómo se forman y reciclan vesículas dentro de la célula.
Una de las características más llamativas es que el hemifusoma contiene un componente adicional: un nanogota proteolipídica, una pequeña gota compuesta por lípidos y proteínas que parece ayudar en la formación del orgánulo. Esta gota se sitúa justo en el borde donde se produce la fusión parcial. Según los autores, esto sugiere que “las nanogotas proteolipídicas podrían actuar como núcleos de formación de vesículas”, un proceso al que denominan vesiculogénesis de novo.
¿Qué tiene que ver esto con el Alzheimer?
Aunque el estudio no establece una relación directa, plantea una hipótesis que podría abrir nuevas vías de investigación sobre enfermedades como el Alzheimer. Este trastorno neurodegenerativo está asociado a la acumulación de proteínas anormales que las células no logran eliminar correctamente. En este contexto, entender cómo funcionan los hemifusomas podría ayudar a descubrir mecanismos defectuosos en el reciclaje celular.
Según los autores, “comprender mejor el funcionamiento de los hemifusomas podría desbloquear nuevas ideas sobre cómo se manifiestan enfermedades como el Alzheimer”. Si estos orgánulos participan efectivamente en el procesamiento y eliminación de proteínas, es posible que su disfunción esté implicada en patologías que se caracterizan por el acúmulo de material tóxico.
Un nuevo paradigma en la biología celular
El descubrimiento del hemifusoma también desafía modelos tradicionales sobre la formación de estructuras llamadas cuerpos multivesiculares (MVB, por sus siglas en inglés), que son orgánulos encargados de almacenar vesículas internas. Hasta ahora se pensaba que los MVB se formaban mediante un mecanismo conocido como ESCRT, pero el estudio propone un modelo alternativo, independiente de ESCRT, en el que el hemifusoma actúa como plataforma para generar estas estructuras.
Este nuevo enfoque es revolucionario porque, como explican los investigadores, los hemifusomas “introducen un modelo independiente de ESCRT para la formación de cuerpos multivesiculares”. De confirmarse, esto no solo ampliaría el catálogo de orgánulos celulares, sino que también obligaría a reescribir parte de los libros de texto sobre cómo se organiza la vida dentro de las células.
¿Podría haber muchos más?
Una de las consecuencias más emocionantes del descubrimiento es la posibilidad de que existan otros orgánulos desconocidos que nunca han sido detectados por técnicas convencionales. El uso de cryo-ET ha demostrado ser crucial, ya que evita el uso de sustancias que podrían dañar o modificar las estructuras celulares. “Sin la criotomografía electrónica, habríamos pasado por alto este descubrimiento”, señala Ebrahim.
Esto abre la puerta a explorar regiones de la célula que aún no se han estudiado con el mismo nivel de resolución. De hecho, los hemifusomas fueron detectados principalmente en zonas muy delgadas del borde celular, lo que sugiere que podrían existir en otros compartimentos aún no explorados. La presencia del hemifusoma en diferentes tipos de células sugiere que se trata de un componente común y no de una rareza.
Lo que tienes que saber sobre el hemifusoma
- Descubierto gracias a una técnica de imagen avanzada que congela las células sin alterar sus estructuras
- El hemifusoma está formado por dos vesículas unidas parcialmente por una membrana compartida
- Contiene una pequeña gota de proteínas y lípidos que parece ayudar a su formación
- Podría tener un papel en el reciclaje de membranas y proteínas dentro de la célula
- El mal funcionamiento de este proceso podría estar relacionado con enfermedades neurodegenerativas
- Podría sustituir al modelo clásico de formación de cuerpos multivesiculares basado en ESCRT
- Su estabilidad contradice lo que se pensaba sobre las fusiones de membranas
- Se han observado en múltiples tipos celulares, lo que sugiere que son comunes
- Abre la posibilidad de que existan otros orgánulos aún desconocidos en el interior celular
Referencias
- Amirrasoul Tavakoli, Shiqiong Hu, Seham Ebrahim & Bechara Kachar. Hemifusomes and interacting proteolipid nanodroplets mediate multi-vesicular body formation. Nature Communications (2025) 16:4609. https://doi.org/10.1038/s41467-025-59887-9.
Cortesía de Muy Interesante
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