La Universidad de Dinamarca identificó que la proteína PAF15 funciona como un freno natural en las células, el cual evita que la maquinaria de replicación se sobrecargue.
MADRID, 29 Ene. (EUROPA PRESS).- Un equipo de investigación dirigido por la Universidad del Sur de Dinamarca (Dinamarca) ha identificado un nuevo mecanismo que controla la capacidad del ADN para replicarse y, por lo tanto, la capacidad de una célula para dividirse. Dado que las células cancerosas se caracterizan por una división agresiva, este descubrimiento es crucial para la investigación del cáncer. Los resultados se recogen en Nature.
Durante casi 60 años, los científicos han intentado comprender por qué el ADN no se replica de forma descontrolada cada vez que una célula se divide, algo que necesitan hacer constantemente. Sin este proceso, moriríamos.
Estas divisiones celulares esenciales y continuas implican que una célula copie su material genético único, el ADN, y luego forme nuevas células. Las células saben exactamente cuándo y cómo hacerlo durante las aproximadamente 24 horas que tarda una división, y también saben en qué tipo de célula deben convertirse: una célula hepática, una neurona o una célula cutánea. Si las células se lanzaran a la replicación aleatoria del ADN, agotarían rápidamente sus recursos y el tiempo podría ser desastroso. Por ejemplo, todas las proteínas y demás componentes necesarios para la división deben producirse en las primeras horas y estar listos en la "bandeja de repuestos" antes de que comience la replicación del ADN.
✅ A nivel mundial, el cáncer aumentará en 60% para 2040.
Esto significa 6,23 millones de casos nuevos en 🌎 si no se toma ninguna acción adicional para prevenir y controlar el cáncer.
👉 https://t.co/eN7yJO1rwB #DíaMundialcontraelCáncer #YoSoyYVoyA pic.twitter.com/t6cCf7NIxk
— OPS/OMS (@opsoms) February 7, 2021
Estudios identifican factor que impide replicación de ADN
Estudios científicos de las últimas décadas han llevado a los científicos a comprender que debía existir algún factor limitante que impidiera que la replicación celular se descontrolara, desperdiciando recursos y causando errores de copia excesivos. Algo debe evitar este escenario catastrófico, conocido por bioquímicos y biólogos moleculares como la "catástrofe de la replicación".
El Laboratorio Kumar Somyajit dirigió el trabajo, centrado en la replicación del ADN y la integridad genómica en células de mamíferos. "Si no existiera ningún tipo de freno, las células se estresarían y la división celular fracasaría o se detendría por completo. Si la división celular en el cuerpo se dejara a su suerte sin regulación, socavaría la integridad de la replicación de nuestro genoma, causando enfermedades como el cáncer" explica Gita Chhetri, primera autora del estudio y estudiante de doctorado en el Laboratorio Kumar Somyajit del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad del Sur de Dinamarca.
El equipo ahora cree haber identificado este factor limitante. El descubrimiento inesperado se produjo mientras estudiaban los mecanismos de replicación en células en división. "Nuestro grupo se dedica a explorar y aprender sobre la replicación del ADN y considera nuestro trabajo una investigación fundamental. Sin embargo, la importancia de este hallazgo implica que también debemos considerar su potencial valor en el tratamiento del cáncer", apunta Kumar Somyajit.
Cuando las células se dividen, primero deben copiar su ADN, por lo que cada nueva célula recibe un mapa genético completo. Sin embargo, una parte del ADN se compone de muchos fragmentos cortos, llamados fragmentos de Okazaki, que luego deben procesarse cuidadosamente y unirse para formar un ADN continuo. Este paso crucial depende del PCNA, una proteína similar a una abrazadera que se encuentra en el ADN y ayuda a organizar las proteínas necesarias para completar la replicación.
La proteína PAF15 funciona como freno natural del ADN
En su artículo científico, los investigadores describen cómo descubrieron que este proceso de "unión" tiene un límite inherente en las células sanas. El equipo identificó una proteína, PAF15 , como un freno natural que evita que la maquinaria de replicación se sobrecargue y protege a las células del peligroso fallo de una catástrofe de replicación.
Curiosamente, el PAF15 solo se encuentra en animales superiores, incluidos los humanos, lo que sugiere que se trata de una innovación evolutiva relativamente reciente. Las células también producen una cantidad limitada de PAF15, y una vez que se agota, la replicación del ADN debe detenerse. Mantener el PAF15 dentro de un rango controlado parece ser fundamental para que las células mantengan la replicación del ADN equilibrada, segura y bajo control.
Juntos podemos prevenir, detectar temprano y tratar el #cáncer con éxito
¿A qué te comprometes tú?
➕INFO: https://t.co/a7QgZIhObm#YoSoyYVoyA #SaludParaTodos@uicc @IARCWHO @WHO pic.twitter.com/zF3XFOQmbd
— OPS/OMS (@opsoms) February 4, 2020
Sin embargo, en las células cancerosas, el panorama es muy diferente. Los tumores suelen impulsar al máximo la replicación del ADN para dividirse más rápido, y el PAF15 puede estar presente en niveles mucho más altos para favorecer este rápido crecimiento. Sin embargo, los investigadores sugieren que esto también puede crear una vulnerabilidad importante: al atacar este sistema de control de la replicación, puede debilitar selectivamente, o incluso destruir, las células tumorales de división rápida.
El equipo ahora planea ampliar los estudios para incluir experimentos con células de pacientes con cáncer. "Al estudiar estas vulnerabilidades mediante la investigación fundamental, es posible aprender a atacar y destruir las células cancerosas con mayor eficacia. Existen varios tipos de medicamentos que debilitan la capacidad de división de las células cancerosas, pero ninguno puede destruirlas por completo. Esperamos que este descubrimiento pueda conducir a una forma de destruir las células cancerosas con mayor eficacia. De hecho, diseñar estrategias para la sobreproducción de PAF15 podría destruir las células cancerosas de forma natural al interrumpir la replicación del ADN", concluye Kumar Somyajit.
El trabajo del Grupo Somyajit cuenta con el apoyo del programa de becas de la Fundación Lundbeck y subvenciones para proyectos de la Sociedad Danesa del Cáncer y la Fundación Novo Nordisk. Kumar Somyajit también recibió una Beca Inicial del Consejo Europeo de Investigación.
