Descubren un proceso que permite a las células descomponer proteínas sin gasto energético
El Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con la Universidad de Gotinga de Alemania, ha descubierto un nuevo mecanismo celular para degradar proteínas sin gasto energético. Este hallazgo abre nuevas posibilidades terapéuticas en áreas como la oncología.
Este estudio, publicado en la revista Science Advances, describe una vía novedosa que difiere totalmente de las conocidas hasta el momento. Este mecanismo facilitará estrategias para prevenir la acumulación de proteínas defectuosas y potencialmente tóxicas, problema relacionado con enfermedades neurodegenerativas y algunos tipos de cáncer.
El trabajo revela la existencia de cambios estructurales en el proteasoma, la maquinaria celular encargada de descomponer proteínas, que no requiere la etiqueta habitual para identificar las proteínas dañadas como "basura celular". La funcionalidad celular depende en gran medida de la proteostasis, un proceso que mantiene el equilibrio entre la producción y degradación de proteínas en las células.
- Degradación proteica sin consumo de energía
- Función de chaperonas y cochaperonas
- Nuevo mecanismo mediado por Bag1
- Implicaciones en enfermedades y terapias
Degradación proteica sin consumo de energía
La investigación detalla que, a diferencia del proceso clásico de eliminación de proteínas, que necesita energía proporcionada por la molécula ATP, la nueva vía identificada no requiere esta fuente energética. El proteasoma tradicional consume ATP para impulsar las proteínas dañadas hacia su interior y degradarlas.
Este descubrimiento cambia paradigmas y sugiere que existen alternativas más eficientes para la degradación proteica, imprescindibles para mantener la salud celular y la calidad del proteoma. La eliminación eficiente de proteínas defectuosas es fundamental para prevenir daños celulares.
Función de chaperonas y cochaperonas
Las proteínas guardianas conocidas como chaperonas y cochaperonas juegan un papel crucial en decidir el destino de las proteínas dañadas. Según José María Valpuesta, investigador del CNB-CSIC, estas moléculas pueden ayudar a plegar proteínas defectuosas para restaurarlas o, si eso no es posible, dirigirlas hacia el proteasoma para su destrucción.
La chaperona Hsp70 y la cochaperona Bag1 forman un tándem que actúa en este proceso de selección, con un papel esencial en el manejo de proteínas que necesitan ser degradadas. El sistema anterior siempre requería que las proteínas degradables estuvieran marcadas con ubiquitina para ser reconocidas.
Nuevo mecanismo mediado por Bag1
Este estudio desvela un sistema alternativo donde Bag1 modifica la estructura del proteasoma, facilitando la entrada directa de proteínas sin necesidad de consumir ATP ni de que estas estén etiquetadas con ubiquitina. Jorge Cuéllar, otro investigador del CNB-CSIC, explica que Bag1 no solo sirve como puente, sino que induce cambios estructurales que abren la puerta del proteasoma a las proteínas dañadas.
Este mecanismo representa una vía energética más eficiente para la degradación intracelular, con potencial relevancia en la eliminación de proteínas amiloides, asociadas a diversas patologías neurodegenerativas. Los análisis preliminares indican que este mecanismo alternativo podría estar muy vinculado a este tipo de proteínas especialmente dañinas.
Implicaciones en enfermedades y terapias
Según los expertos, Bag1 podría proteger a las células neuronales de la toxicidad provocada por proteínas amiloides, mientras que Hsp70 evita la formación de estas estructuras. Valpuesta sugiere que en condiciones de estrés, Bag1 podría regularse positivamente, facilitando la degradación energética eficiente de proteínas formadoras de amiloide sin la necesidad de marcarlas con ubiquitina.
Este hallazgo no solo responde a un misterio biomolecular sobre la degradación proteica, sino que también establece las bases para el desarrollo de nuevas terapias dirigidas. Moisés Maestro, primer firmante del artículo, destaca el potencial para crear fármacos inspirados en Bag1, similares a los PROTACs, que reclutan proteínas para su destrucción celular.