Un equipo de biólogos del desarrollo de la Universidad de Massachusetts Amherst dirigido por Dominique Alfandari, con otros en el MIT, informan en un nuevo artículo que han descrito por primera vez cómo dos factores de transcripción que son "absolutamente esenciales para el desarrollo humano" están regulados por una metaloproteasa de la superficie celular conocida como ADAM13. El descubrimiento se suma al conocimiento de cómo las células migran en los embriones de vertebrados, cómo se diferencian las células madre y cómo se metastatizan las células cancerosas.

ADAM13 pertenece a un grupo de proteínas llamadas proteasas que cortan otras proteínas para cambiar su función. Alfandari dice:"Hace cinco años descubrimos que las metaloproteasas de ADAM controlan la expresión génica en una célula; nadie lo había hecho antes. En este nuevo artículo, Describimos los detalles del mecanismo por el cual la proteína ADAM13 en la superficie celular puede afectar la expresión génica en el núcleo, lo cual es notable ".

"Descubrimos que ADAM13 tiene que trabajar con una serie de otras proteínas y dos factores de transcripción, tfap2- y arid3a. Hemos descrito cada paso que dan y cómo se modifican para hacer el trabajo. Arid3a viaja entre ADAM13 en la superficie y genes en el núcleo. Hemos visto que algunos ADAM pueden hacer esto, pero por ejemplo, ADAM9 no puede hacerlo en absoluto, ", agrega el biólogo molecular. Los detalles aparecen ahora en línea, revista de acceso abierto eLIFE .

En estudios apoyados por el Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial de los NIH, Alfandari y sus colegas, incluida la coinvestigadora Helene Cousin y el primer autor e investigador postdoctoral Vikram Khedgikar, son bien conocidos por rastrear células individuales en embriones de rana para aprender cómo la proteasa ADAM13 controla las proteínas en la cresta neural craneal para formar la mandíbula y la cara. La migración de las células de la cresta neural craneal es común a todos los embriones de vertebrados, incluidos los humanos, y los defectos en su producción o migración conducen a graves malformaciones faciales.

Después de muchos años de este trabajo, Alfandari y sus colegas ahora están profundizando en los detalles de lo que puede hacer la familia de proteínas ADAM, él nota. "Lo emocionante de eso es que hemos demostrado que ADAM13, que es uno de los más de 30 miembros de esta familia, controla dos factores de transcripción esenciales que se unen al ADN para activar los genes ".

Explica que arid3a en humanos controla las decisiones sobre el destino celular, es decir, dirige a las células madre no comprometidas a diferenciarse de un estado ingenuo a una célula que conoce su trabajo. En este papel, arid3a se puede considerar como un "factor anti-células madre, "porque apaga la capacidad de la célula madre de permanecer ingenua. Alfandari bromea, "Expulsa a los niños de casa y los obliga a ir a la escuela y aprender un oficio".

Un papel especial de arid3a en obligar a la célula a especializarse tiene implicaciones para el cáncer, él añade. Cuando las células se diferencian, a menudo dejan de dividirse; rara vez hacen ambas cosas. Al forzar la diferenciación, arid3a suprime la división celular. El explica, "En un tumor, esto significa que arid3a obliga a las células tumorales a permanecer en su lugar y realizar un trabajo en lugar de dividirse. Son mas benignos, tienden a permanecer en su lugar y no hacer metástasis ". el pronóstico para un paciente con un tumor que tiene mucho arid3a es mejor que uno que tiene poco arid3a, porque con menos, proliferan más.

Alfandari agrega, "Quizás nos brinde una nueva herramienta para controlar los tumores, si puede controlar la actividad de ADAM desde fuera de la celda, también puedes controlar arid3a. Esto es a largo plazo Estoy soñando con lo que podría pasar. Todavía no sabemos si ADAM puede desempeñar un papel de esta manera para controlar el cáncer, pero es una nueva posibilidad ".

En cuanto a tfap2-, en todas las especies estudiadas hasta ahora controla las células en el borde de la placa neural en el embrión, que pasan a formar todos los órganos sensoriales para la audición, visión y olfato, más todas las estructuras cráneo-faciales, por lo que "tfap2- define bastante bien este grupo de células durante la evolución de los vertebrados, "señala el director del laboratorio.

"Para nuestro trabajo, esto es muy importante porque nos ayuda a comprender cómo las células de la cresta neural adquieren su especialización y aprenden cómo y dónde moverse. También sugiere que las proteínas ADAM en otros tipos de células pueden regular procesos similares".

El biólogo molecular dice que ADAM13 ha sido considerado como "un jugador discreto, no se pensó que fuera crítico ". él piensa en las proteínas ADAM como un mecanismo de ajuste fino, como el entrenador al margen de un partido de fútbol. "Si pierde el entrenador, el equipo puede seguir funcionando aunque sea menos eficiente. Si falta un embrión ADAM13, puede sobrevivir, pero con defectos de nacimiento ".

Sin embargo, los factores de transcripción arid3a y tfap2- son mucho más importantes, más parecido a un mariscal de campo. "Si pierdes al mariscal de campo, el equipo no puede continuar, ", dice." Si perdiste arid3a y tfap2-alpha, estos son absolutamente críticos para el embrión y sin ellos no puede sobrevivir ".

En el futuro, Alfandari dice:Este laboratorio continuará definiendo las partes de ADAM13 y arid3a que se comunican entre sí y cómo arid3a viaja entre ADAM en la superficie celular y los genes en el núcleo. "Nuestro objetivo es descubrir las secuencias de proteínas específicas que controlan arid3a, ", señala." Eso llevará otros cinco años ".