- Observados por primera vez los agujeros en forma de dónut de las proteÃnas asesinas
Dirigen la muerte programada, esencial para evitar el cáncer
Investigadores españoles y alemanes han conseguido ver por primera vez los poros, con forma de anillo y media luna, que perfora la proteÃna Bax en la membrana de las mitocondrias.
El avance, logrado gracias a microscopios de superresolución, puede ayudar a encontrar el ‘santo grial’ del suicidio celular, un proceso crucial para evitar el cáncer.
La muerte es esencial para la vida, al menos a nivel celular
El desarrollo de los órganos depende en buena medida de que se produzca un equilibrio perfecto entre las células que crecen y se dividen y aquellas que perecen. Para que esto ocurra, las células programan su propia destrucción a través de un proceso denominado apoptosis, el suicidio celular. Si ocurre algún fallo en esta muerte programada, las células proliferan de forma descontrolada y se puede originar un cáncer.
El complejo mecanismo de la apoptosis está gobernado por una familia de proteÃnas, las Bcl-2, que forman una gran red de interacciones moleculares para regular la permeabilización de la membrana externa de las mitocondrias, la central energética de la célula. Este paso es considerado como el punto de no retorno del suicidio celular, y está mediado en última instancia por la proteÃna Bax, un miembro esencial de esa familia cuya función es perforar la membrana.
Cuando la célula está estresada por el estÃmulo apoptótico, Bax activa su instinto asesino y se incrusta en la membrana mitocondrial, reclutando a otras unidades para formar grandes conglomerados. Estos terminan por romper la membrana externa de la mitocondria haciendo un agujero o poro, lo que permite que se liberen proteÃnas como el citocromo c desde el espacio intermembrana al interior celular para culminar el proceso suicida.
Poros polémicos que se consiguen observar
“El mecanismo que sigue la proteÃna Bax para dañar irreversiblemente a la célula todavÃa es una incógnita; y de hecho, la existencia de estos poros hasta ahora no ha estado libre de polémica, ya que nadie habÃa conseguido observarlos en mitocondrias de célulasâ€, explica a Sinc la bioquÃmica española Raquel Salvador-Gallego, investigadora de la Universidad de Tubinga (Alemania) y coautora del trabajo.
Pero ver es creer. Esta bioquÃmica, junto con otros colegas de su universidad y diversos centros alemanes ha conseguido visualizar, con la ayuda de microscopios de superresolución, las estructuras nanométricas que están detrás de la organización de Bax durante la apoptosis. El estudio es portada esta semana en The EMBO Journal.
“Sorprendentemente, hemos podido observar estructuras muy bien definidas de Bax en forma de anillos, arcos y lÃneas a lo largo de las mitocondrias, que son tÃpicas de esta proteÃna en su forma activa y que solo están presentes cuando la célula se está muriendoâ€, destaca Salvador-Gallego.
El equipo, coordinado por la también española Ana GarcÃa-Sáez, ha comprobado que estos caracterÃsticos anillos y arcos son capaces de perforar membranas artificiales que simulan la composición lipÃdica de la mitocondria, por lo que no dejan lugar a dudas de que están estrictamente relacionados con la función de Bax durante la apoptosis.
La bioquÃmica resume que este trabajo “propone un nuevo mecanismo de acción de Bax y confirma la existencia de estos poros, proporcionando una pieza importante en el camino para resolver el gran puzle apoptóticoâ€.
Evidencias seductoras
En la misma revista aparece otro artÃculo, liderado por el investigador Stefan Jakobs del Centro Médico Universitario de Gotinga (Alemania), donde se confirma con técnicas complementarias de superresolución la existencia de los anillos de Bax, que potencialmente también se pueden unir a proteÃnas Bak, otros miembros de la familia Bcl-2.
“Conocer cómo las proteÃnas asesinas Bax y Bak forman el ‘poro apoptótico’ responsable del daño mitocondrial irreversible, que daña las mitocondrias y conduce a la muerte celular, está considerado el ‘santo grial’ de la investigación en apoptosisâ€, valora también en The EMBO Journal el doctor Grant Dewson de la Universidad de Melbourne (Australia). Y concluye: “Ahora los dos estudios proporcionan evidencias seductoras sobre estos poros en forma de dónuts y medias lunasâ€.