Descubierto un nuevo mecanismo que regula vías de señalización

Gabinet de Comunicació i Premsa
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Comunicado de prensa
Science Signaling publica un descubrimiento de gran trascendencia biológica
Descubierto un nuevo mecanismo que regula vías
de señalización celular prioritarias
Barcelona, 13 de septiembre de 2011.- Investigadores del Vall d'Hebron Institut de Recerca
(VHIR) han descubierto un nuevo mecanismo de señalización celular hasta ahora desconocido.
Se trata del uso coordinado de dos lenguajes que son utilizados por la célula para enviar señales
internas de una manera precisa y selectiva. Este mecanismo no sustituye las formas de
comunicación existentes y conocidas (la fosforilación), sino que es adicional. El hallazgo tiene
tanto valor biológico porque este mecanismo tiene muchos indicios de estar sostenido de forma
inalterable en la escala evolutiva, pues está presente desde el gusano más simple, pasando por la
mosca, reptiles, pequeños mamíferos, primates hasta los humanos.
El mecanismo se basa en la metilación de componentes de la vía RAS-ERK, una de las vías
clave en numerosos procesos biológicos relevantes y, por definición, clave en la malignización de
una célula. Por tanto, esta investigación podría tener implicaciones importantes en relación al
cáncer "hasta el punto de que podríamos estar ante toda una nueva era del estudio de
fármacos capaces de modular la respuesta biológica inducida por una vía de señalización",
según explica el Dr. Juan Ángel Recio, responsable del Laboratorio de Modelos Animales y
Cáncer del VHIR y del estudio que hoy publica la revista Science Signaling.
En el caso del cáncer, por ejemplo, y de forma simplificada, las células pierden el control. Todos
los mecanismos que las regulan, las ordenan y las obligan a formar parte del tejido que les
corresponde dejan de funcionar. No se mueren. No se suicidan. No se diferencian. Es decir, se
inmortalizan. Este nuevo mecanismo de señalización podría dar respuesta a algunos
interrogantes que las formas de señalización conocidas previamente dejaban sin explicar. En
ciertos casos, la metilación podría ser clave a la hora de poner freno a esta proliferación sin
control y sobre todo, podría ser clave en reconducir a la célula hacia la diferenciación. "Cuando
esto sucede unas células tumorales podrían acabar convirtiéndose en un simple nódulo",
explica el Dr. Recio, "por lo que este nuevo nivel de regulación desconocido hasta ahora
podría llevar a la identificación de nuevas dianas y nuevas estrategias terapéuticas que
intervendrían en un nivel en el que nunca se ha intervenido y esto podría suponer,
juntamente con todas las armas que tenemos hoy, un gran avance en la lucha contra el
cáncer y contra otras enfermedades". Es como si hasta ahora hubiéramos librado un combate
cuerpo a cuerpo contra el cáncer y ahora hubieran llegado los refuerzos para atacar al enemigo
por dos frentes, cortando su vía de retirada.
¿Por qué es clave la vía RAS en el cáncer?
Los genes RAS codifican para un conjunto de proteínas también llamadas RAS que funcionan
como una cadena de interruptores moleculares que regulan gran variedad de rutas de transmisión
de señales dentro de la célula. Estas vías controlan funciones celulares de tanta importancia
como la proliferación, diferenciación, adhesión, migración o muerte celular. Que estas vías
funcionen de manera correcta y controlen la célula o no lo hagan depende de las mutaciones que
sufren estos genes que, cuando se alteran, abocan a la célula a procesos malignos.
Para más información:
Fran García. Responsable de Comunicación del Institut de Recerca. Tel. 666 215 168. [email protected]
Margarida Mas. Comunicación científica. Tel. 626 523 034. [email protected];
Gabinet de Comunicació i Premsa
Los semáforos que regulan todas estas rutas y que les dan luz verde o no y, por tanto, regulan las
respuestas, funcionan por fosforilación y éste es el "lenguaje" celular de esta vía conocido hasta
ahora. Estas proteínas tienen una combinación concreta de nucleótidos que permiten una
reacción química que une o libera fosfato. De modo que sus formas activadas incorporan fosfato,
lo que equivaldría a un semáforo verde y, cuando libera fosfato, se inactiva y equivaldría a un
semáforo rojo. Todo ello se regula en esta vía a partir de las señales externas que la célula recibe
a través de su membrana (factores de crecimiento), que es lo que le enviará la señal a la célula
de qué hacer en cada momento (dividirse, morir, diferenciarse, etc.). Cuando hay mutaciones en
esta vía (muy frecuente en los cánceres) las órdenes celulares son aberrantes y el crecimiento
incontrolado.
Esta vía siempre ha estado en el punto de mira de muchos tratamientos contra el cáncer. Su
inhibición tiene un claro efecto antitumoral, pero precisamente por su importancia, el hecho de no
poder tener dianas terapéuticas específicamente dirigidas, o bien a aquellos genes mutados que
alteran la vía o bien a determinadas proteínas de la cascada, hace que los efectos secundarios
sean amplios.
¿Qué supone el descubrimiento de la modulación por metilación de la vía RAS?
La metilación explicaría por qué a pesar de tener en común la activación de esta vía,
diferentes factores de crecimiento provocan diferentes respuestas biológicas. Lo que no se
explicaba hasta ahora era cómo la activación de la misma vía de señalización por diferentes
estímulos externos (factores de crecimiento) y la transducción de la señal por medio de procesos
de activación/inactivación (fosforilaciones y defosforilaciones) acababa determinando diferentes
funciones biológicas o incluso respuestas biológicas contrarias.
La existencia de este lenguaje paralelo y diferente a la fosforilación, la metilación, que actúa de
forma coordinada, modulando la vía RAS y dependientemente de la activación de la cascada, nos
permitirá entender por qué estas respuestas biológicas son diferentes, por qué la célula puede dar
contraórdenes y cómo se regula esta vía accesoria. Es como si además de la red de semáforos,
también hubiera "CEDA el paso" o señales de "STOP".
Este hallazgo también explica por qué el MTA (una molécula que el organismo genera de forma
natural a través del metabolismo y, por tanto, bien tolerada) tiene efectos antitumorales
citosestáticos (detienen el crecimiento de la célula). "Ahora se entiende todo", aclara el Dr.
Recio. "Nuestro grupo ha visto que esta molécula es capaz de inhibir la metilación de una
de las enzimas kinasa en la vía de señalización. Ésta hace de llave de paso controlando el
caudal global de activación, cambiando así el destino celular inducido por los factores de
crecimiento del ambiente tumoral y deteniendo el crecimiento del tumor”. Esto reafirma esta
vía como una candidata a nueva vía de intervención en la búsqueda de dianas terapéuticas.
La propia biología ha determinado la importancia de este lenguaje de comunicación celular, pues
se ha mantenido inalterable en la escala evolutiva. Observaciones preliminares aún no
contrastadas parecen indicar que este mecanismo regulatorio hubiera sido incorporado
evolutivamente a nivel de secuencia en, al menos, uno de los miembros de las diferentes familias
de kinasas del kinoma humano cada uno con variadas y muy diversas funciones. Es decir, es
como si cada función importante del organismo en la que está implicado este lenguaje
(metilación) asegurara que al menos alguien de la familia pueda hacer de intérprete.
Para más información:
Fran García. Responsable de Comunicación del Institut de Recerca. Tel. 666 215 168. [email protected]
Margarida Mas. Comunicación científica. Tel. 626 523 034. [email protected];