Investigadores descubren nuevo modo de estudiar proteínas que pudiera llevar a nuevos tratamientos para afecciones del sistema inmunitario

En un estudio nuevo, los investigadores Jonathan Pruneda, Ph.D., der., y Michael Cohen, Ph.D., han descubierto un modo nuevo en que las proteínas se pueden cambiar dentro de las células, aumentando el entendimiento de la manera en que funciona el sistema inmunitario. (OHSU/Christine Torres Hicks)

SALEM, OREGON,EE.UU./ DIARIO DE SALUD.- Un estudio de investigadores de la Oregon Health & Science University han descubierto una nueva manera en que las proteínas se pueden cambiar desde adentro de las células. Este descubrimiento pudiera ser importante para entender la forma en que funciona el sistema inmunitario.

Los científicos han descubierto un proceso de doble modificación que llaman “MARUbilación,” el cual combina dos etiquetas moleculares diferentes, ribosilación ADP y  ubiquitinación, en la misma proteína. Este descubrimiento cuestiona la creencia de larga data de que la modificación de cada proteína involucra solo un tipo de etiqueta. En su lugar, el estudio, publicado en la revista The EMBO Journal, muestra que algunas proteínas pueden tener dos etiquetas a la vez, lo cual puede afectar la forma en que las células funcionan.

El descubrimiento surgió a través de una colaboración de dos investigadores que, en apariencia, estudian áreas diferentes. Jonathan Pruneda, Ph.D., profesor asociado de microbiología e inmunología de la School of Medicine de OHSU, estudia la ubiquitinación, en donde una pequeña molécula llamada ubiquitina se adhiere a una proteína, marcándola para varias acciones como la degradación o el movimiento, como ponerle una etiqueta a una proteína. 

ichael Cohen, Ph.D., profesor de fisiología química y bioquímica de la School of Medicine de OHSU, se concentra en la ribosilación ADP, donde la ribosa ADP se adhiere a una proteína modificando la manera en que trabaja.

Junta que produce un momento «ajá»

Una reunión entre los dos científicos para hablar sobre la investigación de un estudiante de posgrado hizo que se les «prendiera la bombilla».

“Solamente hablábamos de las modificaciones postraduccionales y nos dimos cuenta de que estábamos trabajando en algo que literalmente se podía ajustar conjuntamente”, explica Pruneda.

Los investigadores se entusiasmaron de encontrar que proteínas en las células humanas se podían modificar tanto con la ribosilación ADP como con la ubiquitinación A este proceso lo llamaron «MARUbilación».

“Nos dimos cuenta de que dos campos completamente distintos —como en los que nosotros trabajamos— estaban realmente viendo la misma cosa”, afirma Cohen. “Nadie había hecho la conexión anteriormente.

Nuestra meta es ver si podemos hacer equipo para desarrollar tratamientos nuevos, más que solamente llegar de direcciones diferentes”.

Pruneda añadió: “Creemos que cambia el mensaje que la proteína recibe, lo cual pudiera afectar la forma en que funciona en el cuerpo”.

Las proteínas suelen modificarse añadiendo pequeñas etiquetas químicas, lo cual cambia la forma en que actúan en la célula. En general, se creía que cada sitio de una proteína se podía modificar solamente por un tipo de etiqueta a la vez. Pero este estudio muestra que algunas proteínas pueden tener dos etiquetas al mismo tiempo, abriendo nuevos modos para entender cómo funcionan las proteínas.

Los investigadores descubrieron que a una proteína llamada PARP10, la cual ayuda a reparar el ADN, se le puede etiquetar tanto con la ribosa ADP y la ubiquitina. Esta doble modificación es importante cuando el sistema inmunitario responde a señales, especialmente al luchar contra infecciones.

Haciendo uso de herramientas especiales, los científicos confirmaron que la MARUbilación ocurre dentro de las células. Asimismo, encontraron que este proceso puede llevar a más reacciones dentro de las células, añadiendo mayor complejidad a la forma en que se manejan las señales.

“Este descubrimiento expande nuestro entendimiento de la forma en que se integran las señales celulares”, explica Pruneda. “Hasta ahora se pensaba que una sola modificación podía controlar la conducta de la proteína, pero nuestro trabajo revela que diferentes modificaciones pueden interactuar y afectar el funcionamiento de una proteína de formas unicas”.

Descubrimiento que abre brecha para terapias inmunitarias

El descubrimiento puede proporcionar nuevos conocimientos a enfermedades relacionadas con el sistema inmunitario, tales como trastornos inmunitarios, cáncer y afecciones neurodegenerativas, en las que las modificaciones proteicas desempeñan un rol clave. Pruneda espera que la comprensión de la MARUbilación pudiera llevar a nuevos tratamientos.

“Lo que resulta interesante es que ya están en uso los medicamentos que se dirigen a estos procesos”, dice. “Por ejemplo, los inhibidores de PARP se usan en la clínica, y ahora estamos empezando a valorar la biología detrás de estos medicamentos”.

Cohen ve el potencial de su descubrimiento para mejorar la terapia inmunitaria, especialmente para el tratamiento del cáncer.

“Las células cancerosas han encontrado formas de evadir el sistema inmunitario y uno de los métodos que usan es aumentando la regulación de las enzimas PARP, lo cual les ayuda a evitar la respuesta inmunitaria”, explica. “Al inhibir esas enzimas, podemos ayudar a revertir y hacer que las células cancerosas sean más susceptibles a un ataque inmunitario”, abunda.

Los investigadores están entusiasmados por continuar trabajando juntos para entender mejor la forma en que funciona este nuevo proceso de modificación y por descubrir nuevos modos de usarlo para tratamientos. Pruneda y Cohen esperan que su colaboración lleve a futuras terapias nuevas.

Se trata de usar esta colaboración para desarrollar herramientas que sean más que solo la suma de sus partes”, finaliza Cohen. “Fueron nuestros abordajes y metodologías diferentes los que hicieron que este proyecto fuera exitoso”.

Además de Pruneda y Cohen, Daniel Bejan, Ph.D. y Rachel Lacoursiere, Ph.D., ambos de OHSU, fueron coautores de este estudio.

Este estudio contó con el apoyo de los Institutos Nacionales de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares y el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales y el Instituto Nacional del Cáncer, de los Institutos Nacionales de Salud, subvenciones números  R01NS088629, R35GM142486 y F31CA284712. Un apoyo adicional lo proporcionó Achievement Rewards for College Scientists. El contenido es responsabilidad únicamente de los autores y no necesariamente representa las opiniones oficiales de los patrocinadores.