Hallan un mecanismo que permite a las células degradar proteínas sin consumir energía, útil en alternativas terapéuticas

MADRID, 23 (EUROPA PRESS)

El Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado, junto a la alemana Universidad de Gotinga, un nuevo mecanismo que permite a las células degradar proteínas sin consumir energía, lo que ha asegurado que abre la puerta al desarrollo de alternativas terapéuticas en campos como la Oncología.

El mencionado trabajo, publicado en la revista especializada 'Science Advances', describe una nueva vía completamente diferente a la conocida hasta ahora, ya que posibilita futuras estrategias para evitar la acumulación de proteínas defectuosas, algunas de ellas tóxicas, implicadas en enfermedades neurodegenerativas y, potencialmente, también en algunos cánceres.

La investigación muestra cómo se producen cambios estructurales en la máquina celular encargada del proceso de la degradación de proteínas, denominada proteasoma, sin necesidad del etiquetado que las identifique como 'basura celular', considerado, hasta ahora, imprescindible. La funcionalidad celular depende, en gran medida, del mantenimiento del equilibrio interno en la producción y degradación de estas, un proceso conocido, en este caso, como proteostasis, que mantiene el equilibrio y la calidad de todas las de la célula.

"Cuando una proteína se daña, debe ser reparada o destruida para evitar que cause problemas", ha explicado uno de los directores de este trabajo e investigador del CNB-CSIC, José María Valpuesta, quien ha añadido que, "en este sistema, actúan como guardianes unas moléculas denominadas chaperonas y cochaperonas moleculares". "Ambas deciden el destino de estas proteínas", ha expuesto.

Así, Valpuesta ha divulgado que, "si se pueden recuperar, las ayudan a plegarse para adquirir su configuración en tres dimensiones", mientras que si no, "las envían a la máquina de reciclaje celular más importante, el proteasoma". No obstante, hasta ahora se pensaba que el proteasoma necesitaba una marca para reconocer las dañadas que tiene que eliminar, etiquetado que lleva a cabo otra proteína diminuta, denominada ubiquitina, que se une a las defectuosas.

Ahondando en el aspecto central de este estudio, desde el CSIC han indicado que, en la vía de eliminación de proteínas conocida hasta ahora, se consume energía que procede de una molécula que funciona como 'combustible', el ATP, que libera la fuerza que el proteasoma utiliza para introducir en el interior del proteasoma las dañadas antes de destruirlas.

Este trabajo muestra un sistema alternativo en el que otra proteína, llamada Bag1, cambia la forma del proteasoma para abrir una entrada directa sin consumir ATP. En este mecanismo alternativo participa el tándem de proteínas formado por dos proteínas guardianes (la chaperona Hsp70 y la cochaperona Bag1), de las que la primera "puede unirse a diferentes cochaperonas y marcar las proteínas a degradar", ha afirmado el investigador del CNB-CSIC y otro de los responsables de esta investigación, Jorge Cuéllar.

"Hemos observado que si la cochaperona que interviene es Bag1, se obvia el marcaje con ubiquitina, y se pueden transferir las proteínas dañadas directamente al proteasoma, donde se degradan de manera eficiente", ha proseguido Cuéllar, quien ha agregado que Bag1 "no solo actúa como puente, sino que induce cambios estructurales en el proteasoma que facilitan la entrada de la proteína en su cámara catalítica".

Por todo ello, los especialistas han señalado que esta última parece estar en el corazón de este nuevo proceso de degradación mediado por el proteasoma y, aunque es pronto para saber cómo de generalizado está este mecanismo, análisis preliminares apuntan que pudiera estar asociado a la degradación de proteínas amiloides.

Junto a ello, los expertos han indicado que se ha descrito que Bag1 protege a las células neuronales de la toxicidad de diversas proteínas amiloides, y Hsp70 parece impedir la formación de amiloides. "Por ahora, jugamos con la idea de que, en condiciones de estrés, la cochaperona Bag1 podría regularse al alza de forma similar a lo que ocurre con Hsp70, para facilitar la eliminación de proteínas formadoras de amiloide, sin necesidad de marcarlas con ubiquitina y gastar energía para que el proteasoma las degrade", ha apuntado Valpuesta.

"Estamos ante un descubrimiento que no solo resuelve un misterio sobre la degradación proteica, sino que podría sentar las bases para una nueva generación de terapias dirigidas", ha confirmado el primer firmante de este artículo, Moisés Maestro, ya que existe potencial para inspirar el diseño de moléculas similares a los PROTACs (fármacos que reclutan proteínas para su degradación), pero basadas en Bag1.