Descubren que la membrana mitocondrial juega un papel clave en la apoptosis

El estudio concluye que la membrana mitocondrial promueve la interacción de dos proteínas reguladoras relacionadas con este proceso

20.10.2009 - España

Un equipo internacional, con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha determinado que la membrana de las mitocondrias juega un papel clave en la muerte celular programada o apoptosis, un proceso cuyo mal funcionamiento puede generar cáncer. El hallazgo abre nuevas perspectivas en el desarrollo de fármacos antitumorales.

El trabajo, que aparece publicado en el último número de Nature Structural and Molecular Biology, es fruto de la colaboración de científicos del Laboratorio de Péptidos y Proteínas (unidad mixta del CSIC y el Centro de Investigación Príncipe Felipe), en Valencia, y de la Universidad Técnica de Dresden (Alemania). El interés de la comunidad científica por el fenómeno de la apoptosis no es nuevo.

Este programa activo de control para dejar morir las células inservibles, propio de todos los organismos complejos, es una de las principales causas del desarrollo de células tumorales, en caso de un funcionamiento incorrecto. “Por ello, uno de los objetivos de la investigación en cáncer es precisamente la inducción de apoptosis en las células tumorales, para evitar su desarrollo descontrolado”, explica el investigador del CSIC Enrique Pérez-Payà.

Sin embargo, de acuerdo con los autores, anteriores trabajos sobre esta línea de investigación subestimaban el papel crucial que juega la membrana de la mitocondria en este proceso. Según sus conclusiones, esta parte del orgánulo celular promueve de forma significativa la interacción entre dos proteínas de la familia Bcl-2, conocidas como las proteínas de la muerte por su relación con el proceso apoptótico. Se trata de dos proteínas antagónicas: de un lado, Bcl-xl, que inhibe o paraliza el proceso de muerte celular; y de otro, tBid, que se encarga de iniciar la apoptosis.

Al encontrarse en la membrana de la mitocondria, se genera una unión entre ambas y Bcl-xl logra neutralizar el efecto de tBid, paralizando que el inicio del proceso de muerte celular programa. “Este fenómeno puede degenerar en un crecimiento celular descontrolado que, en última instancia, derive en la formación de células tumorales”, apunta la investigadora Ana J. García-Sáez, de la Universidad Técnica de Dresden

Los autores se sorprendieron de la fortaleza de la unión entre ambas proteínas, más potente de lo que se pensaba hasta el momento. Comprobaron este extremo mediante una evolución cuantitativa de dicha interacción en disolución (agua) o en presencia de membranas, utilizando una nueva variante de correlación cruzada de espectroscopia de fluorescencia. Todo ello, sirviéndose del peptido Bh3, que es utilizado en el desarrollo de medicamentos contra el cáncer. Mientras que el fármaco lograba bloquear todas las interacciones entre ambas proteínas cuando estaban diluidas en agua, sólo lograba acabar con apenas algunos complejos cuando se encontraban en membranas mitocondriales artificiales.

En estudios futuros, los investigadores pretenden probar otros inhibidores y ver si, como ocurre en este experimento, se comportan de forma distinta en agua y en la membrana. Así se puede comprender cómo funcionan estos inhibidores como medicamentos y dónde son más eficientes. “Los resultados de los estudios nos ayudan enormemente a entender cómo se deja fuera de combate a determinadas proteínas que regulan la muerte celular. Hasta ahora no se conocía este papel de la membrana mitocondrial”, concluye el investigador del CSIC.

Ana J. García-Sáez, Jonas Ries, Mar Orzáez, Enrique Rérez-Payà y Petra Schwille; "Membrane promotes tBid interaction with Bcl-xL"; Nature Structural and Molecular Biology 2009.

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