Fusógenos célula-célula

1. Las células deben identificarse y estar cerca unas de otras.
2. Se produce hemifusión.
3. El poro de fusión en la estructura de hemifusión se abre, permitiendo así que el contenido celular se fusione.
4. Las células se unen completamente debido a la expansión de los poros.

Los fusógenos célula-célula tienen varias aplicaciones diferentes. Estos agentes químicos pueden desempeñar un papel importante en la reproducción sexual y asexual al promover la fusión de las bicapas de membrana. ^{[ 6 ]} En la reproducción sexual, se encontró evidencia que prueba que en ratones, algunos fusógenos obligatorios espermatozoide-óvulo son responsables de la fusión; dos proteínas particulares fueron IZUMO1 y CD9. Después de comparar los datos de experimentos realizados con plantas, hongos e invertebrados, se vio que varios genes cruciales podrían haber sido responsables de la fertilización. Sin embargo, como en las levaduras, no se encontraron genes adecuados para el proceso de fertilización. ^{[ 7 ]} Recientemente, otra proteína ha sido clasificada como fusógeno de gametos (HAP2 o GCS1). Al igual que el ejemplo anterior, esta proteína está presente en plantas, protistas e invertebrados. Este fusógeno se asemeja al fusógeno somático eucariota mencionado anteriormente, EFF-1. La presencia de HAP2 induce hemifusión y la mezcla del contenido celular. ^{[ 6 ]} Sin embargo, al considerar la reproducción asexual, las células somáticas también pueden experimentar fusión célula-célula o autofusión. Dos fusógenos particulares observados fueron SO y MAK-2. La evidencia respalda que estas proteínas controlan y regulan la concentración y localización eficiente de proteínas. ^{[ 7 ]}

Aunque la familia EFF-AFF está compuesta por proteínas de membrana, el término fusógeno también se utiliza de forma más general para referirse a agentes no proteicos que inducen la fusión de membranas. Estos fusógenos químicos no pertenecen a la familia de proteínas EFF-AFF. Pueden promover la aposición estrecha de las membranas o modificar las fuerzas repulsivas entre las bicapas lipídicas, facilitando así su fusión. ^{[ 8 ]}

El polietilenglicol (PEG) es un fusógeno químico bien establecido en biología celular. En la tecnología de hibridomas , el PEG se usa comúnmente para fusionar linfocitos B productores de anticuerpos con células de mieloma inmortales. Los hibridomas resultantes combinan la secreción de anticuerpos con una proliferación sostenida y se utilizan para producir anticuerpos monoclonales . ^{[ 9 ]}

La fusión axonal es un proceso de reparación en el que la porción proximal de un axón seccionado se reconecta y se fusiona con su propio fragmento distal separado. Por lo tanto, es distinta de la fusión célula-célula convencional entre células nucleadas separadas. En 2011, experimentos en Caenorhabditis elegans demostraron que los axones mecanosensoriales en regeneración podían fusionarse selectivamente con sus fragmentos distales, restableciendo la continuidad de la membrana y el citoplasma y previniendo la degeneración walleriana . ^{[ 10 ]} Trabajos posteriores identificaron a EFF-1 como el fusógeno de membrana involucrado en este proceso regenerativo y demostraron que actúa con componentes de reconocimiento de fosfatidilserina de la vía apoptótica. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Otro enfoque experimental utiliza PEG para inducir la fusión artificial de membranas axonales seccionadas. En 1986, George D. Bittner y sus colegas informaron que el tratamiento con PEG de axones gigantes seccionados de cangrejo de río restauró la continuidad axoplasmática y la transmisión de potenciales de acción a través de la lesión. ^{[ 13 ]} En 1990, Krause y Bittner informaron sobre la rápida fusión morfológica de las mitades seccionadas de un axón mielinizado de invertebrado tras la aplicación de PEG. ^{[ 14 ]}

Experimentos posteriores del grupo de Bittner en nervios ciáticos de ratas seccionados reportaron una rápida restauración de la continuidad axonal y eléctrica, atenuación de la degeneración walleriana, preservación de las estructuras neuromusculares y una mejor recuperación conductual. ^{[ 15 ]} Una revisión sistemática de 2019 describió los resultados de experimentos predominantemente en animales como prometedores, pero señaló evidencia clínica limitada y parámetros técnicos sin resolver. ^{[ 16 ]}

También se han investigado los fusógenos a base de PEG en lesiones experimentales de la médula espinal . En 2026, Michael Lebenstein-Gumovski y sus colegas publicaron un estudio exploratorio de cinco cerdos con transección completa de la médula espinal torácica. Se informó que tres animales que recibieron un sellador de PEG-quitosano como parte de un protocolo combinado quirúrgico, PEG sistémico y de rehabilitación recuperaron la capacidad de ponerse de pie y caminar sobre sus cuatro extremidades a los 60 días, mientras que dos animales de control permanecieron parapléjicos. El tamaño reducido de los grupos y la intervención combinada impidieron evaluar el efecto del fusógeno independientemente de los demás componentes del protocolo. ^{[ 17 ]}

Una revisión sistemática y metaanálisis de 2026, publicado como preimpresión no revisada por pares en bioRxiv, analizó 86 fuentes, con 20 estudios incluidos en su metaanálisis. Caracterizó la literatura sobre fusógenos químicos y reparación neuronal como metodológicamente heterogénea y, en algunos casos, inconsistente o controvertida. ^{[ 18 ]} Así, EFF-1 tiene un papel demostrado en la fusión axonal natural en nematodos, y PEG es un agente de fusión de membrana establecido en laboratorio, mientras que la fusión terapéutica de nervios periféricos de mamíferos y, en particular, de la médula espinal, sigue siendo experimental.