Desvelado el mecanismo de remodelación de los filamentos de vimentina en condensados biomoleculares

Un estudio publicado en la revista Redox Biology por el grupo dirigido por la Dra. Dolores Pérez-Sala en el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CSIC) ha demostrado que la oxidación de la proteína de filamentos intermedios vimentina promueve la remodelación reversible de sus filamentos en estructuras similares a condensados biomoleculares, aportando además pruebas de la regulación de su separación de fases.

Los filamentos de vimentina proporcionan protección mecánica a las células, contribuyen a la posición y homeostasis de los orgánulos e integran las interacciones entre diversas estructuras del citoesqueleto. En patología, la vimentina es un actor clave en la tumorogénesis, la fibrosis y la infección. Los filamentos de vimentina son muy versátiles y sufren reorganizaciones drásticas y morfológicamente diversas en respuesta al estrés, comportándose como sensores redox.

Anteriormente, el grupo del CIB había observado que ciertos oxidantes provocaban la conversión completa de los filamentos celulares de vimentina en pequeñas partículas. En el trabajo actual, Martínez-Cenalmor et al. demuestran que este proceso es rápido y totalmente reversible, ya que las partículas de vimentina pueden volver a conectarse y reensamblar la red de filamentos una vez desaparecido el estrés, lo que implica que contienen unidades funcionales de vimentina. Curiosamente, estas partículas de vimentina se comportan como condensados biomoleculares capaces de intercambiar material con el entorno y fusionarse.

Las propiedades observadas dependen de las interacciones entre dominios de baja complejidad de secuencia presentes en los extremos N-terminales de los monómeros de vimentina y, sorprendentemente, de la presencia del único residuo de cisteína de la proteína. Dado que las partículas de vimentina son más susceptibles que los filamentos completos a la disolución por ciertos agentes químicos, estas observaciones también podrían ser de utilidad en estrategias farmacológicas dirigidas a modular la función de esta proteína.

En conjunto, este estudio aporta información sobre la enigmática capacidad de los filamentos de vimentina para remodelarse rápidamente en una amplia gama de estructuras en respuesta a diversos estímulos y condiciones de estrés celular.  El trabajo plantea la hipótesis de que la transición de filamento a condensado protege contra el daño irreversible de la red de vimentina por estrés oxidativo y abre nuevas vías para el descubrimiento de fármacos.

Referencia: Oxidative stress elicits the remodeling of vimentin filaments into biomolecular condensates. Martínez-Cenalmor P, Martínez AE, Moneo-Corcuera D, González-Jiménez P, Pérez-Sala D (2024) Redox Biol. 75:103282. doi: 10.1016/j.redox.2024.103282