Los médicos han tratado durante mucho tiempo los ataques cardíacos, mejora de los síntomas del asma, y curó la impotencia aumentando los niveles de una sola molécula en el cuerpo:óxido nítrico.

La pequeña molécula puede cambiar el funcionamiento de las proteínas. Pero una nueva investigación presentada en Célula molecular sugiere complementar el óxido nítrico — NO — es solo el primer paso. Los investigadores han descubierto enzimas previamente desconocidas en el cuerpo que convierten el NO en moléculas "provisionales" (SNO) que luego modulan las proteínas. Las enzimas recién descubiertas ayudan al NO a desempeñar diversas funciones en las células. También pueden ser los principales objetivos terapéuticos para tratar una variedad de enfermedades.

El descubrimiento representa un cambio de paradigma para los biólogos en el campo, dice el líder del estudio Jonathan Stamler, MARYLAND, profesor de medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve y presidente, Hospitales universitarios Harrington Discovery Institute.

"El óxido nítrico se ha implicado en prácticamente todas las funciones celulares, y demasiado o muy poco está ampliamente implicado en la enfermedad, incluyendo la enfermedad de Alzheimer, insuficiencia cardiaca, cáncer, asma e infección, ", explicó." La opinión predominante en el campo es que demasiado o muy poco NO se debe a la actividad de las enzimas que producen NO, llamadas NO sintasas. Sin embargo, Los nuevos hallazgos sugieren que las NO sintasas operan en conjunto con dos nuevas clases de enzimas que unen NO a las proteínas diana. y plantear la posibilidad de que literalmente cientos de enzimas medien la señalización basada en NO ".

Las enzimas trabajan juntas para controlar las proteínas a través de un proceso llamado S-nitrosilación. Stamler y sus colegas describen una reacción en cadena. Primero, Las NO sintasas producen NO. Luego, una nueva clase de enzimas, SNO sintasas, convierte NO en SNO, que se adhieren a las proteínas y modulan su función. Una tercera clase transfiere los SNO a proteínas adicionales que controlan numerosas funciones celulares adicionales, incluido el crecimiento, movimiento y metabolismo, y también protege a las células de lesiones. Sin SNO sintasas, las células no pueden usar NO. Y hay potencialmente cientos de diferentes enzimas generadoras de SNO que producen miles de SNO diferentes.

La señalización de NO en las células está diseñada esencialmente para producir SNO, muchos de ellos.

"Esto abre el campo a nuevos conocimientos y oportunidades, ya que es probable que cientos de enzimas realicen la señalización dentro de las células a través de este proceso. Cada una de estas enzimas podría potencialmente dirigirse específicamente a la enfermedad, "Dijo Stamler.

Con tantas enzimas en el nuevo modelo, ahora tiene sentido por qué los medicamentos que aumentan los niveles de NO no son intercambiables. "La suposición es que todos funcionan de la misma manera para aumentar el NO. Pero nuestros hallazgos sugieren que el NO en sí mismo es solo el primer paso. Todo depende de lo que hace la célula con el NO y en qué SNO se convierte, "Dijo Stamler." La administración de NO no puede replicar la función de SNO llevada a cabo por estas nuevas enzimas ".

El innovador estudio finalmente explica cómo el NO puede tener tantas funciones diferentes en las células. Al convertir NO en diferentes SNO, las células pueden lograr diferentes resultados.

El siguiente paso para los investigadores será identificar las SNO sintasas individuales en diferentes tejidos y sus roles específicos en la enfermedad. dice Stamler. Las nuevas enzimas podrían servir como dianas terapéuticas para los desarrolladores de fármacos. Por ejemplo, S-nitrosilación excesiva está fuertemente asociada con las enfermedades de Alzheimer y Parkinson, pero el NO también es necesario para el funcionamiento normal del cerebro, incluida la memoria.

"Se ha supuesto que hay que bloquear la producción de NO para evitar que esto suceda. Pero los tratamientos no funcionan, ", dijo. Dado que el NO tiene efectos tan radicales dentro de las células, bloquearlo tiene efectos secundarios importantes. Bajo el nuevo modelo, los investigadores podrían apuntar a las SNO sintasas específicas de la enfermedad que trabajan aguas abajo del NO.

"Ahora sabemos que podemos bloquear la S-nitrosilación sin alterar la producción de NO, ", Dijo Stamler." Esto proporciona un nuevo horizonte de oportunidades terapéuticas, y cambia la perspectiva en el campo ".