MADRID 17 Abr. (EUROPA PRESS) -
Durante más de 40 años, los científicos han planteado la hipótesis de la existencia de grupos de enzimas, o 'metabolones', para facilitar diversos procesos dentro de las células. Ahora investigadores de la Universidad de Pensilvania, por primera vez, han observado directamente los metabolones funcionales involucrados en la generación de purinas, los metabolitos celulares más abundantes. Estos hallazgos podrían conducir al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas que interrumpen la progresión del cáncer, según publican en la revista 'Science'.
"Nuestro estudio sugiere que las enzimas no están ubicadas al azar en todas las células, sino que se presentanen grupos discretos, o metabolones, que llevan a cabo rutas metabólicas específicas --explica Stephen Benkovic, profesor de la Universidad Evan Pugh y presidente de la Cátedra Eberly en Química--. No solo encontramos pruebas de que existen los metabolones, sino que también encontramos que este metabolón se produce cerca de las mitocondrias en las células cancerosas".
En el estudio, el equipo buscó un tipo específico de metabolón, llamado purinosoma, que se cree que lleva a cabo la biosíntesis de purina de novo, el proceso mediante el cual las nuevas purinas - bloques de construcción de ADN y ARN - son sintetizados. Los investigadores estudiaron estos purinosomas dentro de las células HeLa, una línea celular de cáncer de cuello uterino comúnmente utilizada en la investigación científica.
"Hemos demostrado que la vía biosintética de purina de novo (DNPB) se lleva a cabo mediante purinosomas que consisten en al menos nueve enzimas que actúan juntas sinérgicamente para aumentar su actividad general al menos en siete veces", señala Vidhi Pareek, profesor asistente de investigación en el Departamento de Química y los Institutos Huck de Ciencias de la Vida.
Los investigadores identificaron los purinosomas, que tenían menos de un micrómetro de diámetro, utilizando un novedoso sistema de imágenes desarrollado por Nicholas Winograd, profesor de química de la Universidad Evan Pugh y sus colegas.
"La técnica utiliza la espectrometría de masas de iones secundarios del haz de iones del grupo de gases (GCIB-SIMS) para detectar biomoléculas intactas con alta sensibilidad y permitir la obtención de imágenes químicas in situ en células individuales --explica Hua Tian, profesor asistente de investigación, Departamento de Química e Instituto de Investigación de Materiales--. Esto fue vital para el estudio ya que estamos tratando con una concentración muy baja de moléculas en células cancerosas individuales".
Nicholas Winograd, profesor de química de la Universidad Evan Pugh, ha trabajado durante 35 años para desarrollar nuevas técnicas, incluyendo GCIB-SIMS de alta resolución, que pueden proporcionar información química subcelular.
"Ahora, al final de mi carrera, finalmente veo que este enfoque de imágenes revela la presencia de purinosomas, y tal vez a continuación, observo que un medicamento contra el cáncer en realidad lo convierte en un purinosoma donde puede ser más efectivo", comenta.
El equipo descubrió que la vía DNPB se produce de manera canalizada y la yuxtaposición de purinosomas a las mitocondrias facilita la absorción de sustratos generados por las mitocondrias para su utilización en la vía. La canalización ocurre cuando las enzimas se ubican juntas para que las moléculas producidas se transfieran y procesen rápidamente a lo largo de la ruta enzimática, lo que restringe el equilibrio con el citosol en masa.
"Nuestro experimento nos permitió demostrar que la eficacia de la vía biosintética de purina de novo se incrementa mediante la canalización y que la proximidad de los purinosomas cerca de las mitocondrias es consecuencia de la vía --explica Benkovic--. Estos hallazgos abren la puerta al estudio de una nueva clase de terapias contra el cáncer; por ejemplo, el diseño de una molécula que puede alterar la yuxtaposición de los purinosomas con las mitocondrias".
