Descobreixen nous mecanismes de control cel·lular davant l'estrés: una clau per a entendre el càncer
Un equip de la Universitat de València revela com les cèl·lules ajusten el seu cicle de divisió en resposta a danys, un descobriment amb possibles aplicacions en tractaments oncològics
Quan una cèl·lula s'enfronta a condicions adverses, com decideix si continuar dividint-se o detindre’s per a reparar el dany? Aquesta és una de les grans preguntes de la biologia cel·lular, i la seua resposta podria ser clau per a entendre malalties com el càncer, on la proliferació cel·lular es descontrola.
Un equip d’investigadors de l'Institut de Biotecnologia i Biomedicina (BIOTECMED) de la Universitat de València ha fet un pas més en aquesta direcció en identificar un nou mecanisme que permet a les cèl·lules detindre temporalment el seu cicle de divisió en resposta a danys estructurals. Aquest descobriment, publicat en la revista científica Cell Communication and Signaling, revela com determinats reguladors cel·lulars actuen com a frens en moments crítics, una estratègia de supervivència que podria aprofitar-se en el disseny de noves teràpies contra el càncer i altres patologies relacionades amb el creixement cel·lular descontrolat.
Un fre molecular en la divisió cel·lular
L'estudi s’ha centrat en el llevat Saccharomyces cerevisiae, un organisme model àmpliament utilitzat en biologia cel·lular per la similitud dels seus processos amb els de les cèl·lules humanes. Els investigadors han descobert que, quan el llevat pateix danys en la seua paret cel·lular, activa un mecanisme de defensa que li permet detindre la seua divisió abans d'avançar a la següent fase del cicle cel·lular. Aquest sistema de "fre d'emergència" està regulat per dues proteïnes clau: Whi7 i Whi5.
En condicions normals, Whi5 és la principal encarregada de regular la transició a la fase de replicació. No obstant això, quan la cèl·lula experimenta estrés en la seua estructura, els nivells de Whi7 augmenten significativament, assumint un paper fonamental en la detenció del cicle cel·lular.
La investigadora Mercè Gomar-Alba, directora de l'estudi i professora de Bioquímica i Biologia Molecular, explica que "quan la cèl·lula detecta un dany en la seua paret, no sols s'incrementa la quantitat de Whi7, sinó que la seua capacitat per a unir-se als gens que controlen la divisió cel·lular també es reforça". Aquest augment d'activitat impedeix que la cèl·lula avance prematurament en el seu cicle, permetent-li reparar els danys abans de continuar amb el seu desenvolupament.
Paral·lelismes amb el càncer: una estratègia conservada en l’evolució
Un dels aspectes més rellevants de l'estudi és que els mecanismes de control del cicle cel·lular en llevats i mamífers comparteixen similituds sorprenents. Tant Whi7 com Whi5 són funcionalment equivalents a les proteïnes de la família del Retinoblastoma, un grup de supressors tumorals en humans que tenen un paper clau en la prevenció del càncer.
"La investigació en organismes simples com el llevat ens permet desxifrar les bases de processos biològics complexos en humans", assenyala Gomar-Alba. "Sabem que el càncer sorgeix, en gran part, quan es perd el control de la proliferació cel·lular. El nostre estudi posa en evidència com aquests mecanismes de regulació han evolucionat per a dotar les cèl·lules de sistemes sofisticats que els permeten adaptar-se a l’estrés i previndre danys majors".
I ara què? Possibles aplicacions futures
Aquest descobriment obri la porta a noves línies d'investigació sobre com les cèl·lules humanes reaccionen a l'estrés i com podrien aprofitar-se aquests mecanismes per a dissenyar teràpies més específiques i efectives contra el càncer i altres malalties relacionades amb la proliferació cel·lular descontrolada.
El següent pas de l'equip serà investigar si l'especialització funcional de Whi7 en la resposta a l'estrés estructural també es produeix en altres condicions en què la viabilitat cel·lular està compromesa. A més, estudiaran si mecanismes anàlegs operen en cèl·lules humanes i com podrien aprofitar-se en noves estratègies terapèutiques.
BIOTECMED i la investigació en biomedicina
El grup de Regulació del Cicle Cel·lular en Eucariotes forma part de l'Institut Universitari de Biotecnologia i Biomedicina (BIOTECMED) de la Universitat de València. El seu treball se centra en la investigació dels mecanismes que regulen el cicle cel·lular, un camp clau en biologia molecular i biomedicina.
Al llarg dels anys, aquest equip ha caracteritzat diversos mecanismes de control cel·lular, estudiant el paper de ciclines, repressors i factors de transcripció. Actualment, també investiguen el mecanisme de regulació del “checkpoint” d’integritat de l’ADN, un procés directament relacionat amb el desenvolupament del càncer.
