Investigadores de la Universidad de California, Riverside ha convertido una proteína fluorescente de origen natural de los corales en un biosensor que puede usarse para monitorear el sistema celular de tiorredoxina (Trx). que es un objetivo prometedor para la terapia del cáncer.

Su papel titulado "Monitorización de tiorredoxina redox con un biosensor fluorescente rojo codificado genéticamente, "fue publicado recientemente en Biología química de la naturaleza . El equipo de investigación incluye a Huiwang Ai, profesor asociado en el Departamento de Química; Abanico de Yichong, estudiante de posgrado en el programa de Toxicología Ambiental y autor principal del artículo; Merna Makar, un estudiante de pregrado; y Michael Wang, un estudiante de secundaria que está adquiriendo experiencia en investigación en la UCR.

El laboratorio de Ai desarrolla nuevas herramientas de imágenes moleculares para observar el interior de las células y comprender sus procesos de comunicación y señalización. Uno de sus enfoques es la organización espacio-temporal de la señalización redox y su alteración bajo estrés oxidativo. Los procesos redox son un componente regulador importante de la señalización celular en humanos. Especies reactivas de oxígeno (ROS), que son sustancias químicas oxidativas generadas por las células en respuesta a diversas señales, desempeñan un papel fisiopatológico dual:por un lado, median las vías de transducción de señales fisiológicas, mientras que por otro lado provocan estrés oxidativo cuando sus niveles son elevados. El estrés oxidativo severo puede provocar daño y muerte celular y una variedad de enfermedades.

Las proteínas de la familia de las tiorredoxinas (Trx) desempeñan un papel fundamental en la regulación de los procesos redox celulares. Clínicamente Se ha demostrado que los niveles de Trx están elevados en el plasma de pacientes con cáncer sólido y leucemia. y disminuyó cuando el tumor se extirpó quirúrgicamente. El sistema Trx es, por tanto, un objetivo farmacológico contra el cáncer validado y los fármacos que inhiben el sistema Trx se encuentran ahora en desarrollo clínico con resultados iniciales prometedores. Además, Se ha propuesto el sistema Trx como objetivo farmacológico para determinadas infecciones bacterianas y parasitarias.

La dificultad técnica en la monitorización directa del estado redox de Trx en células vivas ha obstaculizado en gran medida las investigaciones sobre las funciones del sistema redox Trx y la interacción entre Trx y otros componentes de señalización celular. Ahora, El laboratorio de Ai ha abordado esta brecha creando el primer biosensor fluorescente codificado genéticamente que puede monitorear directamente el estado redox de Trx en células cancerosas de mamíferos vivos. Combinando técnicas de ingeniería de proteínas y de imágenes de fluorescencia, el sensor que desarrollaron, llamado TrxRFP1, ha monitoreado con éxito la dinámica redox compartimentada de Trx causada por varios medicamentos contra el cáncer en diferentes tipos de células cancerosas.

Este nuevo sensor abre nuevas oportunidades para comprender la biología de la Trx celular, y además, para el cribado de alto rendimiento de nuevos moduladores moleculares del sistema Trx. Abanico de Yichong, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Ai, actualmente está trabajando en el cribado rápido y cuantitativo de bibliotecas de compuestos utilizando TrxRFP1 como indicador. El cribado puede conducir a la identificación de posibles inhibidores del sistema Trx, que puede tener aplicaciones terapéuticas.