MADRID, 28 Sep. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, han descubierto una intrincada red de proteínas que controla el desarrollo asimétrico de los órganos en el embrión, lo que permite comprender mejor los trastornos genéticos y la biología fundamental, según publican en la revista 'PLoS Biology'.
Para seguir la pista de su entorno, las células utilizan cilios, estructuras similares a antenas que pueden percibir diversos estímulos, como el flujo de fluidos fuera de la célula.
Los defectos genéticos que hacen que los cilios funcionen mal y pierdan su capacidad sensorial pueden dar lugar a trastornos conocidos como "ciliopatías", entre ellos las enfermedades renales poliquísticas; pero también pueden alterar el correcto posicionamiento asimétrico de los órganos internos durante el desarrollo embrionario, lo que se conoce como "lateralidad de los órganos".
Un ejemplo de esta asimetría es el corazón, que suele estar situado en el lado izquierdo y cuyos vasos sanguíneos deben colocarse correctamente en una disposición asimétrica izquierda-derecha, lo que es fundamental para el suministro eficaz de oxígeno a todo el cuerpo.
"Por lo tanto, es importante conocer los mecanismos moleculares que median en las funciones sensoriales de los cilios para regular la lateralidad de los órganos", afirma el profesor Daniel Constam, de la Escuela de Ciencias de la Vida de la EPFL.
En el nuevo estudio, investigadores dirigidos por Constam y el profesor Matteo Dal Peraro, del Instituto de Bioingeniería de la EPFL, han descubierto que el factor que activan los cilios sensores de flujo para especificar la lateralidad de los órganos está estrechamente regulado por otras dos proteínas asociadas a la ciliopatía cuyas funciones moleculares habían sido esquivas hasta ahora.
Ya se sabía que la estimulación por flujo de los cilios determina la asimetría izquierda-derecha mediante la activación de una proteína conocida como Bicaudal-C1 (BICC1). BICC1 se une a ARN mensajeros (ARNm) específicos dentro de la célula para acelerar su descomposición, pero específicamente en el futuro lado izquierdo del cuerpo, como un interruptor que regula qué, dónde y cuánto de un tejido se "fabricará" en ese lugar concreto. Lo que no sabíamos era cómo se regula esta actividad de unión al ARNm.
Los investigadores descubrieron que la unión al ARNm de BICC1 está regulada conjuntamente por otras dos proteínas, ANKS3 y ANKS6, en una intrincada red proteica. "Nos centramos en ANKS3 y ANKS6 porque ambas proteínas han sido implicadas recientemente en la regulación de la lateralidad de los órganos --explica Constam--. ANKS6 también está mutada en un subconjunto de pacientes con nefronoptisis. Sin embargo, quedaba por identificar cómo funcionan ANKS3 y ANKS6 a nivel molecular".
Los científicos descubrieron que la red de ANKS3 y ANKS6 con BICC1 engrana múltiples sitios de contacto en una elegante danza molecular: ANKS3 compite con los ARNm para unirse a BICC1, pero a su vez es modulada por la proteína ANKS6 para controlar cómo interactúa con BICC1. Estos cambios estructurales en el complejo ANKS3-Bicc1, inducidos por ANKS6, determinan si BICC1 puede acceder o no a ARNm específicos.
"Las redes de interacción multivalente proteína-ARN suelen estar gobernadas por regiones desordenadas en las proteínas --indica Constam--. En cambio, descubrimos que la red BICC1 está mediada por superficies específicas de dominios proteicos bien estructurados que compiten o cooperan entre sí. La cooperación entre ANKS3 y ANKS6 para autorizar la unión de BICC1 a ARNm específicos representa un nuevo paradigma en la regulación de la expresión génica", señala.
Además de contribuir a nuestra comprensión fundamental del desarrollo de órganos, el estudio también abre nuevas e importantes vías de investigación sobre cómo este sofisticado interruptor puede ser aprovechado por los cilios y por futuras terapias de trastornos genéticos en los que la detección del flujo por los cilios está inhibida.
"Nuestros hallazgos serán importantes en las ciliopatías --subraya Daniel Constam--. Los defectos congénitos de lateralidad de los órganos no son algo que nadie intente curar en nuestra vida, mientras que restaurar las funciones sensoriales de los cilios es una prioridad absoluta para trastornos crónicos devastadores como las enfermedades renales poliquísticas y la nefronoptisis".
