Hay un programa en televisión que recibe perfiles de personas que buscan una pareja. Los productores los cotejan, mantienen entrevistas telefónicas, revisan sus redes sociales y buscan afinidades con otros participantes con el objetivo de unirlas en una relación. Entre ellos no se conocen y no tendrían ocasión de coincidir si no fuera por ese espacio mediático. Posteriormente, llega el día del encuentro: una cena, mucha charla y, finalmente, la decisión de si son compatibles y qué tipo de vínculo pueden establecer.

En ciencia también se podría decir que existe un programa parecido. Concretamente, los biofísicos y los bioquímicos se convierten en los guionistas cuando estudian la composición de las sustancias en el organismo, cómo se ordenan los componentes químicos, cómo interactúan entre sí en cada compartimento celular o bajo una circunstancia concreta y qué acción realizan. En el momento en el que observan similitudes o afinidades entre dos sustancias las colocan en plató para ver qué ocurre cuando se unen: si su enlace puede ser una relación sana que evite enfermedades o, por el contrario, si al legitimarse como pareja se convierte en una relación tóxica.

Actores a escena

De esta manera, un equipo de investigadores de las universidades de Granada, Miguel Hernández de Elche, Zaragoza y la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (FISABIO) ha confirmado la unión entre dos proteínas, llamadas PADI4 y ARM-PKP1, implicadas en procesos tumorales. En principio, las protagonistas del programa no tendrían que asociarse para ninguna función concreta en el organismo, pero el trabajo, publicado en la revista Biochim Biophys Acta – Proteins Proteom, muestra por primera vez que sí interactúan. Los resultados abren nuevas vías para conocer cómo se desarrolla, entre otros, el cáncer de pulmón.

La proteína ARM-PKP1, un marcador para el diagnóstico del cáncer de pulmón

El plató donde han estudiado cómo se establece esta relación y qué papel juegan ambas en la proliferación de las células cancerosas ha sido el laboratorio, mediante ensayos in vitro y estudios computacionales.

El trabajo de preproducción ha sido largo. Los expertos ya conocían las características de estas proteínas por separado. Describieron sus propiedades, los lugares donde se encuentran y sus interacciones con otras moléculas. Ambas aparecen en procesos tumorales y se relacionan con otras macromoléculas con particularidades similares, por lo que decidieron unirlas para analizar su afinidad.

PADI4 se encuentra normalmente en el núcleo celular donde se une a otras proteínas conocidas como ARM (con dominios de repetición armadillo). Esta estructura proteica es la que permite su paso al corazón de la célula. ARM-PKP1 tiene estos dominios. “El interés de la investigación radica en describir el interactoma de ARM-PKP1 y analizar in vitro la afinidad de sus relaciones. Es decir, es como si desplegamos las redes sociales de las proteínas en la célula para conocer todo sobre ellas”, indica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Granada Esther Fárez Vidal, coautora del artículo.

De izquierda a derecha: Salomé Araujo, José Luis Neira y Camino de Juan, investigadores del estudio.

Biofísica y Bioquímica

En trabajos anteriores, el grupo demostró que PADI4 altera las funciones de p53, un gen supresor del cáncer, promoviendo la proliferación de diversos tumores. También modifica algunos de los aminoácidos de otras proteínas, cambiando su estructura mediante un proceso llamado citrulinación. 

Además, relacionaron a ARM-PKP1 con MYC, un conocido gen promotor de tumores, y propusieron a ARM-PKP1 como marcador para el diagnóstico del cáncer de pulmón.  Asimismo, demostraron que forma parte de los desmosomas, que son los puntos de unión de las células entre sí con los que se crean los tejidos. Se podría decir que son el hilo con el que se cose el organismo. Por su parte, PADI4 puede añadir botones de un color u otro a ese traje mediante la citrulinación.

El trabajo muestra por primera vez cómo interactúan PADI4 y ARM-PKP1, mediante estudios computacionales y ensayos in vitro.

Con el estudio bioquímico y biofísico de todas las proteínas y ácidos nucleicos que participan en el desarrollo de los distintos tipos de cáncer se pueden entender los cambios que se producen a nivel molecular. Estas modificaciones afectan a la función que realizan cuando la célula está sana. “Nuestros hallazgos permiten profundizar en el conocimiento de los procesos tumorales en los que se encuentran involucradas estas dos proteínas”, indica el investigador de la Universidad Miguel Hernández José Luis Neira.

Nuevas conexiones entre nuevos compañeros

Además de establecer por primera vez la relación existente entre ambas proteínas en el desarrollo de algunos tumores, el trabajo abre el camino para comprender la función y describir la formación de un mecanismo de defensa ante patógenos llamado trampas extracelulares de neutrófilos (NETs). Éstas están formadas por redes de fibras proteicas y ácidos nucleicos provenientes de los neutrófilos, las células que actúan como primera defensa ante una infección. Las NETs funcionan como si de un colador se tratara, creando una malla que tamiza y enreda a virus o bacterias. 

Su construcción está modulada por PADI4 por lo que los expertos pensaron que ARM-PKP1 también podría intervenir en ellas. Así, el descubrimiento de la relación entre PADI4 y ARM-PKP1 puede ayudar a entender cómo funciona el sistema inmunitario. “Estos estudios sugieren que PADI4 podría regular la función de ARM-PKP1, dificultando las interacciones con otras proteínas, lo que tiene gran importancia en varias enfermedades, incluido el cáncer”, señala la investigadora del FISABIO Camino de Juan.

Los expertos continúan sus investigaciones en este terreno con el objetivo de encontrar tratamientos que impidan el desarrollo de un tipo de tumor en concreto o alterar la formación de las NETs. “Si se confirma que la unión de ambas proteínas favorece el desarrollo de tumores, como parecen sugerir los resultados de este estudio, se podría impedir mediante el desarrollo de fármacos que se adhieran al menos a una de ellas en el mismo punto que usan para relacionarse”, concluyen los expertos.

El estudio abre nuevas vías para conocer cómo se desarrolla, entre otros, el cáncer de pulmón.

Así, cuando llega el momento de la decisión, todo parece indicar que PADI4 y ARM-PKP1 tendrán una segunda cita. Estaremos atentos a los recopilatorios del programa para conocer si esa convivencia da frutos y su descendencia contribuye a que los científicos avancen en la lucha contra el cáncer.

Más información en #CienciaDirecta: Detectan la unión de dos proteínas que intervienen en el cáncer