MADRID, 11 Nov. (EUROPA PRESS) -
Una colaboración del Instituto Whitehead y el Boston Children's Hospital (ambos en Estados Unidos) revela el papel, hasta ahora poco reconocido, de genes individuales que producen múltiples proteínas en presentaciones atípicas de enfermedades raras. Los hallazgos ayudan a identificar mutaciones genéticas que pueden contribuir a las enfermedades raras.
En concreto, Iain Cheeseman y sus colaboradores del Instituto Whitehead proponen en 'Molecular Cell' que los investigadores y los médicos podrían obtener más información de los genomas de los pacientes analizándolos de una manera diferente.
Se suele creer que cada gen codifica una sola proteína. Por lo tanto, quien estudia si un paciente tiene una mutación o una variante de un gen que contribuye a su enfermedad buscará mutaciones que afecten al producto proteico 'conocido' de ese gen. Sin embargo, Cheeseman y otros investigadores están descubriendo que la mayoría de los genes codifican más de una proteína. Esto significa que una mutación que puede parecer insignificante porque no afecta a la proteína conocida podría, no obstante, alterar otra proteína codificada por el mismo gen. De esta forma, han demostrado que las mutaciones que afectan a una o varias proteínas del mismo gen pueden contribuir de manera diferente a la enfermedad.
En su artículo, los investigadores comparten en primer lugar sus hallazgos sobre cómo las células utilizan la capacidad de generar diferentes versiones de proteínas a partir del mismo gen. A continuación, examinan cómo las mutaciones que afectan a estas proteínas contribuyen a la enfermedad. Mediante una colaboración con el coautor Mark Fleming, jefe de patología del Boston Children's Hospital, presentan dos estudios de caso de pacientes con manifestaciones atípicas de una anemia rara vinculada a mutaciones que afectan selectivamente solo a una de las dos proteínas producidas por el gen implicado en la enfermedad.
Las células tienen varias maneras de producir distintas versiones de una proteína, pero la variación que estudian los autores ocurre durante la síntesis de proteínas a partir del código genético. La maquinaria celular sintetiza cada proteína siguiendo las instrucciones de una secuencia genética que comienza con un codón de inicio y termina con un codón de parada. Sin embargo, algunas secuencias genéticas contienen más de un codón de inicio, muchos de los cuales están a simple vista. Si la maquinaria celular omite el primer codón de inicio y detecta un segundo, puede sintetizar una versión más corta de la proteína. En otros casos, la maquinaria puede detectar una sección que se asemeja mucho a un codón de inicio en un punto anterior de la secuencia a su posición de inicio habitual, y sintetizar una versión más larga de la proteína.
Estos eventos pueden parecer errores: la maquinaria celular creando accidentalmente la versión incorrecta de la proteína correcta. Sin embargo, la producción de proteínas a partir de estos puntos de partida alternativos es una característica importante de la biología celular presente en todas las especies. Cuando los autores investigaron cuándo evolucionaron ciertos genes para producir múltiples proteínas, descubrió que se trata de un proceso común y robusto que se ha conservado a lo largo de la historia evolutiva durante millones de años.
Así se demostró que una de las funciones de este mecanismo es enviar distintas versiones de una proteína a diferentes partes de la célula. Muchas proteínas contienen secuencias similares a códigos postales que indican a la maquinaria celular dónde distribuirlas para que puedan cumplir su función. Igualmente, encontraron numerosos ejemplos en los que versiones más largas y más cortas de la misma proteína contenían códigos postales distintos y terminaban en diferentes lugares dentro de la célula.
Los autores buscan concientizar a los médicos sobre la prevalencia de genes que codifican más de una proteína, para que sepan buscar mutaciones que afecten a cualquiera de las versiones proteicas y que podrían contribuir a la enfermedad. Por ejemplo, varias mutaciones en TRNT1 que solo eliminan la versión más corta de la proteína no se detectan como causantes de enfermedad con las herramientas de evaluación actuales. Los investigadores del laboratorio de Cheeseman están desarrollando una nueva herramienta de evaluación para médicos, llamada SwissIsoform, que identificará mutaciones relevantes que afectan a versiones proteicas específicas, incluyendo mutaciones que de otro modo pasarían desapercibidas.
A largo plazo, los investigadores esperan que sus descubrimientos contribuyan a comprender las bases moleculares de las enfermedades y a desarrollar nuevas terapias génicas: una vez que comprendan qué falla en la célula que causa la enfermedad, estarán mejor preparados para idear una solución. De forma más inmediata, esperan que su trabajo marque la diferencia al proporcionar mejor información a los médicos y a las personas con enfermedades raras.
"Como investigador básico que normalmente no interactúa con pacientes, es muy gratificante saber que mi trabajo ayuda a personas concretas", asegura Cheeseman. "A medida que mi laboratorio se centra en este nuevo enfoque, he escuchado muchas historias de personas que intentan sobrellevar una enfermedad rara y obtener respuestas, y eso nos ha motivado enormemente, ya que trabajamos para aportar nuevos conocimientos sobre la biología de la enfermedad".
