Identifican los poros de las proteínas que dirigen la muerte celular programada

03/03/2016 - E.P.

La apoptosis es la clave para evitar el cáncer

Investigadores de la Universidad de Tubingen (Alemania) han conseguido visualizar por primera vez los poros con forma de anillo y media luna que perforan la proteína Bax en la membrana de las mitocondrias, que resulta clave para dirigir la muerte celular programada y puede ayudar a evitar el desarrollo de cáncer.

"El mecanismo que sigue la proteína Bax para dañar irreversiblemente a la célula todavía es una incógnita; y de hecho, la existencia de estos poros hasta ahora no ha estado libre de polémica, ya que nadie había conseguido observarlos en mitocondrias de células", ha explicado a 'Sinc' la bioquímica Raquel Salvador-Gallego, coautora del trabajo que publica la revista The EMBO Journal.

La muerte de las células es esencial para la vida, al menos a nivel celular, ya que el desarrollo de los órganos depende 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 mediante un proceso conocido como apoptosis, una especie del suicidio celular en el que un fallo puede hacer que las células proliferen de forma descontrolada y se pueda originar un cáncer.

Este complejo mecanismo está gobernado por una familia de proteínas, 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 proteína Bax, cuya función es perforar la membrana.

Cuando la célula está estresada por el estímulo 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 proteínas como el citocromo C desde el espacio intermembrana al interior celular para culminar el proceso suicida.

Para visualizar estas proteínas, los autores utilizaron microscopios de superresolución que permitieron observar las estructuras nanométricas que están detrás de la organización de Bax durante la apoptosis.

"Sorprendentemente, hemos podido observar estructuras muy bien definidas de Bax en forma de anillos, arcos y líneas a lo largo de las mitocondrias, que son típicas de esta proteína en su forma activa y que solo están presentes cuando la célula se está muriendo", ha destacado Salvador-Gallego.

Capaces de perforar membranas artificiales

El equipo, coordinado por Ana García-Sáez, ha comprobado que estos característicos anillos y arcos son capaces de perforar membranas artificiales que simulan la composición lipídica de la mitocondria, por lo que no dejan lugar a dudas de que están estrictamente relacionados con la función de Bax durante la apoptosis.

Ambas expertas reconocen que dicho 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 apoptótico".

Precisamente en la misma revista aparece otro artículo, 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 proteínas Bak, otros miembros de la familia Bcl-2.

"Los dos estudios proporcionan evidencias seductoras sobre estos poros en forma de dónuts y medias lunas", ha explicado Grant Dewson, de la Universidad de Melbourne (Australia), que lo califica como el 'santo grial' de la investigación en apoptosis.