Investigadores de la Universidad de Shinshu en Japón han descubierto que editar las propiedades químicas de las fusicoccinas, una especie de compuesto orgánico tóxico producido por hongos para plagar las plantas, puede transformarlos en sustancias químicas con propiedades antitumorales en las células. Los resultados del estudio se publicaron en Química:una revista europea en septiembre de 2018.

Si bien se sabe que las fusicocinas están involucradas en varias actividades en la célula de mamífero, sus mecanismos exactos no se han entendido bien. En plantas, fusicoccins se unen estructuralmente a un tipo específico de proteína, llamadas proteínas 14-3-3. En mamíferos, las mismas proteínas 14-3-3 son responsables de regular varios procesos celulares, incluido el crecimiento y la muerte celular, diferenciación y envejecimiento.

En este contexto, los autores analizaron específicamente el efecto de un modelo de fusicocina sobre la unión entre las proteínas 14-3-3 y sus moléculas asociadas en un proceso de formación de complejos funcionales más grandes. Los investigadores han demostrado que un cambio químico clave en la estructura de una fusicocina no solo afecta el comportamiento de unión entre una proteína 14-3-3 y su molécula asociada durante la formación del complejo (también conocida como interacción proteína-proteína, PPI), pero este cambio también convirtió a la fusicocina en una sustancia tóxica con la capacidad de destruir células, siendo este último de particular relevancia en las células cancerosas.

"Lo que más nos intriga es que el simple cambio estructural de la fusicoccin, que de otra manera no posee ninguna toxicidad en las células humanas, puede conducir a agentes anticancerígenos, "dice Junko Ohkanda, Doctor., autor correspondiente del trabajo de investigación y profesor del Instituto de Agricultura, Universidad de Shinshu. "Nuestro estudio sugiere que el compuesto funciona como estabilizador de las interacciones proteína-proteína. Hasta ahora se conocen pocos ejemplos de esto".

Los autores sintetizaron por primera vez dos fusicoccinas modelo, uno con un grupo hidroxilo crítico, o una región que contiene una molécula de hidrógeno unida a una molécula de oxígeno, y uno sin grupo hidroxilo. Esto se hizo mediante una serie de reacciones químicas. Para poder observar el efecto de la fusicocina sobre las interacciones proteína-proteína, los investigadores utilizaron el etiquetado de fluorescencia. Eso les permitió diferenciar cuándo una proteína se unía a un tipo específico de fusicocina sintética y comprender los efectos estructurales de la proteína de la presencia o ausencia del grupo hidroxilo.

Aunque los compuestos que regulan las interacciones entre proteínas han surgido como nuevos objetivos farmacológicos prometedores en la era posterior al genoma y han recibido mucha atención durante las últimas dos décadas, desarrollar una molécula sintética que tenga esa función sigue siendo un desafío. "Esperamos poder desarrollar un nuevo agente anticanceroso clínicamente relevante basado en fusicoccinas, que controlan selectivamente las interacciones proteína-proteína que son críticas para la supervivencia celular, "dice el profesor Ohkanda.

Según Ohkanda, el equipo de investigación cree que "las fusicoccinas proporcionan una nueva base molecular para el desarrollo tanto de fármacos antitumorales como de inductores de IBP, que son muy deseables para una mayor comprensión de la biología celular ". En su investigación futura, los autores pretenden centrarse en arrojar luz sobre los mecanismos de acción. Como tal, ya se están centrando en la identificación de los objetivos celulares.