La fibrilogénesis es el desarrollo de fibrillas finas que normalmente están presentes en las fibras de colágeno del tejido conectivo . Proviene del latín fibrilla (que significa fibrillas o relacionado con las fibrillas) y del griego genesis (crear, el proceso por el cual se crea algo).
El ensamblaje de fibrillas de colágeno , la fibrilogénesis, parece ser un proceso de autoensamblaje, aunque hay mucha especulación sobre los detalles del mecanismo a través del cual el cuerpo produce fibrillas de colágeno. [1] En el cuerpo, las fibrillas de colágeno están compuestas de varios tipos de colágeno, así como de macromoléculas. El colágeno tipo I es la macromolécula estructural más abundante dentro del cuerpo de los vertebrados y también representa el colágeno más abundante que se encuentra dentro de varias fibrillas de colágeno . [2] Existen inmensas diferencias en los tipos de fibrillas de colágeno que existen dentro del cuerpo. Por ejemplo, las fibrillas dentro del tendón varían en ancho y están agrupadas en agregados que forman haces de fibrillas que resisten fuerzas de tensión dentro de una dimensión. De manera similar, las fibrillas que forman la matriz estromal corneal translúcida forman láminas ortogonales y resisten la fuerza de tracción en dos dimensiones. Se especula que estas dos fibrillas de colágeno estructuralmente diferentes se forman a partir de las mismas moléculas, siendo el colágeno tipo I el colágeno primario que se encuentra dentro de ambas estructuras. [2]
No hay evidencia concreta ni acuerdo sobre los mecanismos exactos de la fibrilogénesis, sin embargo, múltiples hipótesis basadas en investigaciones primarias han propuesto varios mecanismos a considerar. La fibrilogénesis de colágeno ocurre en la membrana plasmática durante el desarrollo embrionario. El colágeno dentro del cuerpo tiene una temperatura de desnaturalización entre 32 y 40 grados Celsius, la temperatura fisiológica también cae dentro de este rango y, por lo tanto, plantea un problema significativo. [3] No se sabe cómo sobrevive el colágeno dentro de los tejidos para ceder a la formación de fibrillas de colágeno. Una solución postulada al problema de la desnaturalización es que el colágeno recién formado se almacena en vacuolas. Las vacuolas de almacenamiento también contienen agregados moleculares que proporcionan la estabilidad térmica requerida para permitir que se produzca la fibrilogénesis dentro del cuerpo. [3] En el cuerpo, los colágenos fibrilares tienen más de 50 socios de unión conocidos. [1] La célula es responsable de la variedad de socios de unión a través de la localización del proceso de fibrilogénesis en la membrana plasmática para mantener el control de qué moléculas se unen entre sí y garantizar aún más la diversidad de fibrillas y los ensamblajes de ciertas fibrillas de colágeno en diferentes tejidos [1] Kader, Hill y Canty-Larid publicaron un mecanismo plausible para la formación de fibrillas de colágeno. La fibronectina, una glicoproteína que se une a las proteínas receptoras conocidas como integrinas dentro del citoesqueleto, es un actor clave en el método hipotético de fibrilogénesis. La interacción entre la fibronectina y el receptor de integrina causa un cambio conformacional en la fibronectina. Receptores adicionales se unen a la fibronectina y traen colágeno tipo I, procolágeno I y colágeno V. Estas moléculas interactúan con la fibronectina para promover la formación de fibrillas en la superficie de la célula. [1]
Basándose en investigaciones realizadas con ratones y en estudios sobre el síndrome de Ehlers-Danlos (SED), que se caracteriza por hipermovilidad de las articulaciones y altos niveles de laxitud cutánea, los investigadores descubrieron que los niveles de expresión de tenascina X se correlacionaban con la cantidad de fibrillas de colágeno presentes. En los seres humanos, la tenascina X está asociada con el SED. A través de su investigación, los investigadores confundieron la hipótesis original de que la tenascina X interfería con la fibrilogénesis del colágeno y sugieren que actúa más bien como un regulador de la fibrilogénesis del colágeno. Los datos sugieren que la tenascina es un regulador del espaciamiento de las fibrillas de colágeno. Las pruebas in vitro arrojan evidencia que sugiere que la tenascina X acelera la formación de fibrillas de colágeno a través de un mecanismo aditivo cuando está presente el colágeno VI. [1] Además de la tenascina X, se ha demostrado que múltiples proteínas, glicoconjugados y pequeñas moléculas influyen no solo en la tasa de fibrilogénesis de colágeno, sino también en la estructura de las fibrillas de colágeno, así como en su tamaño en estudios de laboratorio.
La fibrilogénesis se puede analizar mediante el uso de pruebas de turbidez. [4] La turbidez es una forma de medir la turbidez, nubosidad o neblina de la muestra y también se puede utilizar para probar las propiedades de dispersión de luz de dicha muestra. Una prueba de turbidez sobre la fibrilogénesis comenzará con una muestra de triples hélices de colágeno , que tendrá un bajo nivel de turbidez. Una vez completada la fibrilogénesis, las triples hélices habrán formado fibrillas . Una muestra de fibrillas tendrá un alto nivel de turbidez en comparación con el de una muestra de triples hélices . A medida que se produce la fibrilogénesis, hay un cambio en las propiedades de dispersión de luz de la muestra a lo largo del tiempo, que se puede medir con un espectrofotómetro . La longitud de onda que se utiliza normalmente para medir la fibrilogénesis con un espectrofotómetro varía de 310 nm a 313 nm. Las pruebas de turbidez realizadas en las triples hélices de colágeno tipo I mostrarán una curva sigmoidea cuando se grafican. [4] La curva sigmoidea se divide en tres fases: fase de retraso, fase de crecimiento y fase de meseta. [5]
Una mejor comprensión de los mecanismos de la fibrilogénesis del colágeno, así como de los reguladores del proceso, permitiría una mejor comprensión de las enfermedades que afectan a la formación y el ensamblaje de fibrillas de colágeno, como los síndromes de Ehlers-Danlos (EDS). En un espectro más amplio, una comprensión de los procesos que subyacen a la fibrilogénesis permitiría grandes avances en el campo de la medicina regenerativa. Una mayor comprensión conduciría a un futuro potencial en el que los órganos y tejidos dañados por traumatismos podrían regenerarse utilizando la base de la fibrilogénesis del colágeno.