Descubren una nueva fuente de energía celular que podría ser útil en la lucha contra el cáncer

Científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona han descubierto una nueva fuente de energía en el núcleo de las células. Sus resultados, que publica la revista Science, aportan nueva luz sobre cómo las células consiguen reprogramar la expresión de los genes en situaciones excepcionales, y apuntan a un nuevo protagonista para la medicina personalizada en la lucha contra el cáncer.

Como señalan desde el CRG, todas nuestras células necesitan la pequeña molécula ATP, que se genera en las mitocondrias, para cubrir las necesidades energéticas de la célula. En menor medida y en células de cáncer en particular, la ATP también se puede generar en el citoplasma, a partir de la energía generada durante la degradación de la glucosa.

Estas dos fuentes de ATP son suficientes para asegurar las necesidades básicas de las células en condiciones normales. Pero en respuesta al estrés celular inducido por señales externas o bien cuando el genoma sufre un daño considerable, las células necesitan reprogramar sus patrones de expresión génica. Este proceso requiere una remodelación exhaustiva de la cromatina para poder acceder a la información reguladora que se encuentra codificada en el ADN.

La información genética del ADN se encuentra empaquetada con proteínas al núcleo de la célula en forma de cromatina, que la protege y a la vez dificulta el acceso. La reprogramación global de la expresión génica en respuesta a situaciones de estrés o cuando hay altos niveles de daño en el ADN, requiere abrir la cromatina reduciendo su empaquetamiento y aflojando la interacción entre las proteínas de la cromatina y el ADN. Esta modificación de la cromatina consume una enorme cantidad de energía y para cubrir esta necesidad, la célula activa una nueva vía de obtención de ATP.

NUEVA VÍA ENERGÉTICA

En la reciente investigación, liderada por el jefe de grupo en el CRG,Miguel Beato, los científicos han descrito por primera vez una nueva vía para generar energía en el núcleo de la célula necesaria para la remodelación de la cromatina y la reprogramación de la expresión génica. Los científicos también han identificado la función de las enzimas implicadas en cada paso de este proceso y han descrito cómo se activan en respuesta a señales de estrés. Sus resultados contribuyen a la comprensión de los mecanismos que hay detrás de la remodelación de la cromatina y su relación con la reparación del ADN dañado, un proceso esencial para el cáncer.

Los investigadores encontraron que uno de los principales actores en la apertura de la cromatina y en la reparación del ADN dañado, la poli-ADP-ribosa (PAR), es clave para la síntesis de ATP en el núcleo. La enzima NUDIX5 utiliza los bloques de ADP-ribosa derivados de la degradación de PAR para generar ATP. Sin NUDIX5 no son posibles la remodelación de la cromatina, ni la reprogramación de la expresión génica y, por lo tanto la célula no puede adaptarse al estrés ni hacer frente al ADN dañado.

"Nuestros resultados apuntan a NUDIX5 como protagonista en la síntesis de ATP en el núcleo para la remodelación de la cromatina. Teniendo en cuenta que NUDIX5 se encuentra sobre-expresado en varios tipos de cáncer, este descubrimiento podría contribuir en la nueva medicina personalizada del cáncer. NUDIX5 podría ejercer de biomarcador para la estratificación de ciertos cánceres y, en un futuro, convertirse en una nueva diana para su tratamiento"concluye Roni Wright, primera autora del trabajo e investigadora postdoctoral en el Centro de Regulación Genómica.


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