Con este estudio, los investigadores de Bayreuth están haciendo un seguimiento de su contribución a la regulación de la separasa publicada recientemente en la revista Nature. La estricta regulación de esta enzima durante la división celular es un requisito previo para que se desarrollen células hijas sanas. Si la separasa se activa demasiado pronto, existe el riesgo de transformación celular en células cancerígenas malignas.
Las proteínas reutilizadas causan la muerte de células enfermas
En su estudio de seguimiento, los genetistas de Bayreuth han descubierto un mecanismo de protección de la célula previamente desconocido. Es la propia separasa la que previene las consecuencias amenazantes de su actividad prematura: induce a la célula en división a "suicidarse", un proceso conocido como apoptosis. Esto sucede porque la separasa reutiliza dos proteínas que generalmente tienen la tarea de contrarrestar la apoptosis. Estas son las proteínas MCL1 y BCL-XL. En una célula sana evitan que la proteína BAK cause la muerte de la célula. Sin embargo, cuando la separasa se activa demasiado pronto, corta estas dos proteínas. Como resultado, ya no pueden cumplir su función de protección celular y BAK es libre de inducir apoptosis. Además, el procesamiento dependiente de separasa transforma MCL1 y BCL-XL de factores antiapoptóticos en fragmentos de proteínas proapoptóticas. En otras palabras, los guardianes que se supone que mantienen viva la célula se convierten en agentes de la muerte.
Un mecanismo de emergencia que protege contra el mal funcionamiento genético
En base a estos hallazgos, Hellmuth y Stemmann han descubierto otro mecanismo importante en el proceso de división celular. Asegura que la separasa se ahorra en células sanas y en realidad sólo ataca las proteínas MCL1 y BCL-XL en el caso de que se vaya a producir inminentemente un desarrollo celular patológico.
La separasa se prepara para este ataque tan pronto como las dos proteínas hayan sido modificadas por grupos fosfato. La enzima NEK2A es responsable de este etiquetado, o fosforilación, de las proteínas. El punto es que NEK2A se degrada relativamente temprano en el curso del desarrollo celular. Antes de que la célula comience a dividirse, la enzima ha desaparecido, siempre que el punto de control del ensamblaje del huso sea funcional y pueda garantizar que la división celular se realice de manera ordenada. En este caso, la separasa cumple sus funciones en el momento adecuado, sin poder identificar y atacar a los MCL1 y BCL-XL que ya no están fosforilados. Sin embargo, si el punto de control del ensamblaje del huso es defectuoso, el proceso de división celular se acelera: y mientras NEK2A todavía está presente en la célula, la separasa se activa. Ahora reconoce las dos proteínas, y la apoptosis se inicia de inmediato.
Hellmuth y Stemmann se refieren a esta interacción de las dos enzimas que han descubierto como la "Duración mínima del punto de control de la mitosis temprana" o "DMC" para abreviar. Es un mecanismo de emergencia que entra en vigencia tan pronto como un punto de control defectuoso del ensamblaje del huso causa una segregación errónea de los cromosomas asociada con el riesgo de carcinogénesis.
Un nuevo enfoque para la terapia contra el cáncer
Los resultados de la investigación publicados en la revista Nature ofrecen varios puntos de partida para el desarrollo de nuevas terapias contra el cáncer. Por ejemplo, se ha apreciado durante bastante tiempo que MCL1 y BCL-XL a menudo se producen en exceso en las células cancerígenas. En estos casos, sin embargo, las dos proteínas protegen las células equivocadas. Evitan la apoptosis de las células cancerígenas, que tendrían que ser inducidas por proteínas como BAK. "Por lo tanto, un enfoque prometedor en la lucha contra el cáncer ahora podría ser alentar la transformación dependiente de la separasa de MCL1 y BCL-XL en factores proapoptóticos porque esto sería especialmente dañino para las células enfermas. Tenemos la intención de continuar este enfoque con varios grupos de investigación en el futuro, por ejemplo de oncología clínica y desarrollo de fármacos. Es posible que este enfoque nos permita destruir selectivamente las células cancerígenas con las proteínas que las células sanas utilizan para su propia protección ", dice Stemmann.
Fuente de la noticia: Universität Bayreuth. "A cellular mechanism protecting against cancer: Geneticists discover a mechanism that leads to the programmed death of potentially diseased cells." ScienceDaily. ScienceDaily, 23 April 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200423143104.htm
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