Las proteínas producidas en las células a menudo sufren modificaciones por parte de las enzimas después de su formación. Un tipo de modificación, llamado prenilación, agrega 'etiquetas' a las proteínas que les indican a dónde ir en la célula y cómo interactuar con otras proteínas.

Sin embargo, cuando la prenilación sale mal, puede provocar enfermedades como el cáncer, enfermedades retinianas y cardiovasculares, e infecciones virales.

Debido a su papel en estas enfermedades, las enzimas que causan la prenilación han sido el objetivo de posibles nuevos fármacos. Por ejemplo, Un trabajo reciente dirigido por la Dra. Beata Wojciak-Stothard del Departamento de Medicina de Imperial ha sugerido que la prenilación puede ser un importante objetivo farmacológico en la hipertensión arterial pulmonar.

Sin embargo, porque los mecanismos de prenilación son difíciles de estudiar, Ninguno de los medicamentos potenciales que lo atacan directamente ha sido aprobado hasta ahora para uso médico. aunque la focalización indirecta con bisfosfonatos es un tratamiento importante para la osteoporosis.

Entendiendo la interacción

Ahora, investigadores dirigidos por el profesor Ed Tate, del Departamento de Química de Imperial, han desarrollado una nueva forma de rastrear la prenilación que no afecta el funcionamiento normal de una célula, permitiéndoles perfilar el rango completo de prenilación dentro de la celda.

El profesor Tate dijo:"Todos los estudios anteriores utilizaron medicamentos llamados estatinas para suprimir la prenilación y favorecer la incorporación de etiquetas químicas, pero las estatinas tienen un impacto generalizado en las células, haciendo esos experimentos muy difíciles de interpretar. Desarrollamos etiquetas que no solo funcionan sin estatinas, pero también puede analizar diferentes vías de prenilación en paralelo, que no ha sido posible antes.

"Esto también nos permite comprender la interacción entre las diferentes vías por primera vez, así como para obtener mucha más información sobre cada uno individualmente, ya que todo nuestro poder analítico se puede concentrar en uno a la vez ".

El estudio reciente, publicado en Química de la naturaleza , describe dos nuevas etiquetas químicas que se pueden utilizar para detectar la prenilación de proteínas dentro de las células vivas sin necesidad de alterar un entorno celular normal. Las nuevas etiquetas coinciden estrechamente con las etiquetas de prenilación naturales que se encuentran en las células y, por lo tanto, las enzimas de prenilación las utilizan con la misma facilidad.

Por primera vez, los investigadores pudieron detectar la gama completa de proteínas que están preniladas en las células en un solo experimento y descubrir nuevas proteínas que antes no se sabía que estuvieran preniladas.

También pudieron observar el cambio entre las vías de prenilación en respuesta al tratamiento con medicamentos contra el cáncer, proporcionar los primeros conocimientos globales sobre este proceso, que es importante para la resistencia a los medicamentos.

Información sobre enfermedades

Se sabe que las proteínas preniladas están implicadas en múltiples vías que se interrumpen en el contexto de una enfermedad:un ejemplo es la coroideremia.

La coroideremia es un trastorno genético que conduce a una posible pérdida de la vista. Los pacientes con coroideremia tienen una mutación en un gen que codifica la proteína REP-1, lo que le impide funcionar correctamente. REP-1 está involucrado en una vía que agrega etiquetas de prenilación en otras proteínas, sin embargo, sin una REP-1 funcional, esas otras proteínas no se prenilan.

Usando las etiquetas químicas recientemente desarrolladas, La investigación del profesor Tate pudo ver los cambios globales en los patrones de prenilación en un modelo de coroideremia de ratón por primera vez. y encontrar las proteínas específicas que no se prenilan debido al RAB-1 defectuoso. Esta información podría conducir a nuevas formas de tratar a los pacientes con coroideremia.

Cuando se le preguntó cuáles serán los próximos pasos en la investigación utilizando las sondas recientemente desarrolladas, el profesor Tate dijo:"Nos gustaría utilizarlos para explorar con más detalle cómo las células cancerosas evaden los inhibidores de prenilación y cómo podemos superar esta resistencia".

Además, el grupo de investigación tiene previsto seguir explorando las funciones biológicas de las proteínas preniladas recién descubiertas.