Descubren cómo se integran los azúcares en las proteínas mucinas, un proceso también asociado a la metástasis
Este hallazgo permitirá desarrollar moléculas que puedan inhibir las enzimas participantes en determinadas patologías
La revista científica Nature Communications publica el estudio, realizado por el investigador ARAID, Ramón Hurtado-Guerrero, junto a grupos de las Universidades de Zaragoza, La Rioja, Barcelona, Copenhague, Cambridge y del CNRS
Un equipo de investigadores del Instituto de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos (BIFI) de la Universidad de Zaragoza, liderado por el investigador ARAID, Ramón Hurtado- Guerrero, ha descubierto a través de varias técnicas biofísicas el proceso de incorporación de azúcares en las mucinas, proteínas capaces de ayudar al organismo a prevenir enfermedades. Esta misma estrategia de supervivencia ha sido “copiada” por algunos tipos de células cancerígenas, que la utilizan incluso para procesos de invasión y metástasis.
El estudio se ha llevado a cabo en colaboración con grupos de las Universidades de Zaragoza, La Rioja, Barcelona, Copenhague, Cambridge y del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS).
Este hallazgo, que define de qué manera una familia de enzimas participa en la “glicosilación” de las mucinas como publica hoy la revista científica Nature Communications, permitirá desarrollar moléculas diseñadas racionalmente que puedan inhibir las enzimas participantes en este proceso y, al mismo tiempo, podrán utilizarse también en el posible tratamiento de ciertos tipos de cáncer.
Las mucinas son proteínas de elevado peso molecular que se encuentran densamente glicosiladas, es decir, decoradas con varios azúcares, que representan más del 50% de su peso total. Estas proteínas son expresadas por células epiteliales que normalmente se ven expuestas a condiciones ambientales adversas tales como cambios de pH, hidratación, concentraciones iónicas, etc. También se encuentran en diversos órganos como el ojo, intestino, hígado, páncreas, entre otros. La gran cantidad de azúcares por las que están formadas las mucinas las hace aptas para la formación de la mucosa que protege al estómago de los ácidos que produce, así como de actuar de señuelo para los diversos microorganismos patógenos que nos atacan día a día.
Esta estrategia de supervivencia de las células epiteliales ha sido implementada por algunos tipos de células cancerígenas y la utilizan como protección frente ambientes adversos, en la regulación de la diferenciación y proliferación celular e incluso para procesos de invasión y metástasis. Sin embargo, existen diferencias en el patrón de expresión de las mucinas, así como en la forma en que se glicosilan estas proteínas en las células sanas en comparación con las malignas.
El inicio de la glicosilación de las mucinas está dictado por una familia de 20 glicosiltransferasas (enzimas que transfieren un residuo de azúcar), denominada GalNAc-Ts.
Las GalNAc-Ts añaden una unidad de GalNAc a un aminoácido serina o treonina de sus proteínas diana. Las mucinas cuentan con múltiples sitios que pueden ser glicosilados por estas enzimas, aunque la forma en que estas glicosiltransferasas actúan sobre las mucinas, y cómo estas enzimas disciernen entre los sitios que deben ser glicosilados de los que no, no se encontraba esclarecido.
Concretamente, el estudio, realizado por el equipo de Hurtado en el BIFI, en colaboración con equipos nacionales e internacionales, ha podido demostrar que estas enzimas son capaces de glicosilar secuencias polipeptídicas, a través de la cooperación entre su dominio de lectina y el dominio catalítico. Además, observaron que estas enzimas son muy dinámicas en disolución y que esta peculiaridad está intrínsecamente relacionada con su capacidad catalítica.
Estos estudios dan, por tanto, una explicación de cómo estas enzimas glicosilan un gran número de sitios en las mucinas de una forma precisa y sin cometer errores, y permiten explicar la glicosilación compleja inherente en estas proteínas. Además, estos hallazgos permitirán el desarrollo de moléculas que puedan inhibir a las GalNAc-Ts y, consecuentemente, para el posible tratamiento de ciertos tipos de cáncer y de las posibles patologías implicadas en la función individual de cada una de las enzimas pertenecientes a esta familia de glicosiltransferasas.
Auotres del estudio: Erandi Lira-Navarrete, Matilde de las Rivas, Ismael Compañón, María Carmen Pallarés, Yun Kong, Javier Iglesias-Fernández, Gonçalo J. L. Bernardes, Jesús M. Peregrina, Carme Rovira, Pau Bernadó, Pierpaolo Bruscolini, Henrik Clausen, Anabel Lostao, Francisco Corzana, and Ramon Hurtado-Guerrero. Recientemente aceptado en Nature Communications.
