Las células sanas responden adecuadamente a los cambios en su entorno. Lo hacen detectando lo que sucede afuera y transmitiendo una orden a la biomolécula precisa en el dominio preciso que puede llevar a cabo la respuesta necesaria.
Cuando el mensaje llega al dominio correcto en el momento correcto, su cuerpo se mantiene saludable. Cuando termina en el lugar equivocado en el momento equivocado, puedes contraer enfermedades como diabetes o cáncer.
Las rutas que siguen los mensajes dentro de una célula se denominan vías de señalización. Las células utilizan sólo unas pocas vías de señalización para responder simultáneamente a cientos de señales externas, por lo que esas vías deben estar estrictamente reguladas. Una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad de California en San Diego ha descubierto una forma sorprendente en que las células regulan las vías de señalización.
Descubrieron que cuando hay demasiados mensajes flotando dentro de una célula, los mensajeros forman gotas de líquido y se secuestran donde no pueden causar daño. El trabajo fue publicado recientemente en Molecular Cell. .
"Las gotas de líquido organizan las actividades bioquímicas celulares según la regulación espaciotemporal", dice Jin Zhang, Ph.D., profesor de farmacología en la Facultad de Medicina de UC San Diego y autor principal del estudio.
Los científicos trabajaron con una de las principales vías de comunicación celular. Se llama vía de señalización de AMPc/PKA por sus dos actores principales:AMPc (monofosfato de adenosina cíclico) y PKA (proteína quinasa dependiente de AMPc). Cuando el AMPc recibe una señal de la superficie de la célula, activa la PKA. La PKA transmite el mensaje al dominio apropiado, ya sea indicando a un gen específico que produzca más proteínas o estimulando una enzima para mantener un nivel saludable de glucosa en la sangre.
Sin embargo, no es tan simple. PKA transporta mensajes a cientos de dominios diferentes. Según Zhang, "en un momento dado, la PKA necesita estar activa en la membrana plasmática. Pero al momento siguiente, necesita desprenderse de la membrana plasmática y estar activa en la membrana mitocondrial. Diez minutos más tarde, realmente necesita estar en el núcleo para activar la transcripción."
Para complicar las cosas, a veces las células activan demasiado AMPc y PKA. Cuando eso ocurre, la señalización celular se vuelve hiperactiva e indiscriminada. Zhang explica:"Diferentes microdominios controlan diferentes cosas. Digamos que desea que el nivel de AMPc sea alto alrededor de los canales de calcio pero bajo a 10 nanómetros de distancia. ¿Cómo logra eso la célula? Controlando el AMPc".
Pero, continúa, "la PKA es lo mismo. Por lo general, se recluta en dominios específicos mediante proteínas de anclaje. Pero si la actividad de la PKA es demasiado alta, activará dominios que se supone que no debe activar. Eso es una pérdida de especificidad". /P>
Por eso, según la nueva investigación, las células forman gotas de líquido para garantizar que el mensaje correcto llegue al dominio correcto en el momento adecuado. Cuando los científicos analizaron la composición de las gotas de líquido, así como el momento en que se formaron, descubrieron que las células formaban las gotas utilizando una subunidad de PKA cuando se activaban demasiados AMPc y PKA. De esa manera, las gotas secuestraron el exceso de AMPc y PKA y suprimieron la señalización no específica.
En trabajos anteriores, los autores descubrieron que un tipo raro de cáncer de hígado llamado carcinoma fibrolamelar (FLC) bloquea la formación de estas gotas de líquido, lo que resulta en una señalización celular descontrolada. "Creemos que la desaparición de las gotas de líquido es uno de los principales contribuyentes a esta señalización hiperactiva que conduce a la tumorigénesis", afirmó Zhang.
FLC es una enfermedad rara pero devastadora. Por lo general, afecta a personas menores de 40 años con hígado sano. Los autores de este artículo esperan investigar si otros cánceres también causan una pérdida de gotas de líquido y cuáles son los mecanismos moleculares detrás de esto. Su objetivo final es diseñar una terapia molecular para tratar la CLL:"cualquier cosa", dice Zhang, "que nos ayude a abordar las necesidades insatisfechas de los pacientes con CLL".
Los autores de este estudio incluyen a Julia C. Hardy, Emily H. Pool, Jessica G.H. Bruystens, Xin Zhou, Qingrong Li, Daojia R. Zhou, Max Palay, Gerald Tan, Lisa Chen, Jaclyn L.C. Choi, Ha Neul Lee Dong Wang, Susan S. Taylor, Sohum Mehta, Jin Zhang de la Universidad de California en San Diego y Stefan Strack de la Universidad de Iowa.
Más información: Julia C. Hardy et al, Determinantes moleculares y efectos de señalización de la separación de fases PKA RIα, Célula molecular (2024). DOI:10.1016/j.molcel.2024.03.002
Información de la revista: Célula molecular
Proporcionado por la Universidad de California - San Diego
