Células más resistentes

Dos egresados de la Facultad de Química participaron en un novedoso estudio que reduce el estrés oxidativo en las células, lo que abre la puerta tanto para diseñar a futuro tratamientos contra enfermedades como el cáncer o alzhéimer, como para la fabricación de compuestos de interés médico e industrial.

Se titula “Lysine harvesting is an antioxidant strategy and triggers underground polyamine metabolism” (“Recolección de lisina como una estrategia antioxidante que desencadena el metabolismo subterráneo de la poliamina”), y fue publicado el pasado 31 de julio en la prestigiosa revista Nature.

El trabajo fue encabezado por Viridiana Olin-Sandoval, egresada de la Facultad de Química y actualmente experta del Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos en el Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, y contó con el apoyo en cómputo de Oscar Méndez Lucio, también egresado de Química y actualmente experto de Bayer en Francia, además de un equipo internacional de científicos como Markus Ralser, de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido.

Reprogramación

Esta investigación es relevante pues describe cómo las células de levadura (Saccharomyces cerevisiae) pueden reprogramar su metabolismo con el propósito de estar mejor equipadas para manejar el estrés oxidativo que es causado por la acumulación de moléculas reactivas químicas conocidas como Especies de Oxígeno Reactivo (ROS, por sus siglas en inglés).

El metabolismo es un conjunto de cambios químicos y biológicos clave de todas las células de un organismo, pues ofrece energía, así como los bloques de construcción que se requieren para su crecimiento. Entre dichas transformaciones hay algunas destinadas a proteger la célula contra diferentes tipos de estrés, incluyendo el oxidativo ocasionado por otro proceso metabólico en la célula o por factores externos.

Méndez Lucio precisó que comprender cómo es que diferentes caminos metabólicos interactúan y aseguran el funcionamiento correcto de una célula como es la levadura, tiene importantes implicaciones en la sobrevida de las mismas, lo que no quiere decir que eviten la muerte celular.

“Se trata del primer estudio, en las últimas dos décadas, en el que se reporta una vía metabólica, la cual permite controlar dicho estrés. Es describir cómo se controla el estrés oxidativo al que se le somete”, puntualizó el investigador.

La comprensión de cómo interactúan las diferentes reacciones metabólicas en una célula y saber cuál es la mejor opción para garantizar el correcto funcionamiento de la misma en situaciones de estrés es indispensable para que una célula genéticamente modificada pueda producir algún producto químico, alimento o fármaco de interés comercial, explica la misma revista Nature en un artículo anexo al de los mexicanos.

El trabajo también destaca, añade la publicación, al obtener información sobre los mecanismos moleculares que dan origen a las llamadas enfermedades metabólicas (como la obesidad y la diabetes o ciertos tipos de padecimientos cardiovasculares), además de afecciones como el cáncer o la enfermedad de Alzheimer.

Los expertos encontraron el mecanismo mientras analizaban un fenómeno previamente documentado, pero inexplicable: el hecho de que las células de levadura carecen de una proteína llamada Tpo1, que elimina químicos llamados poliaminas de la célula, pero son capaces de reducir sus niveles de estrés oxidativo, en comparación con otros tipos silvestres de levaduras.

La respuesta se encontró en la lisina, pues las células de levadura que carecen de Tpo1 muestran una mayor expresión de enzimas que se encuentran involucradas en la producción de lisina, uno de los aminoácidos utilizados como bloques de construcción para producir proteínas. Este hallazgo llevó a los autores a especular que dicha molécula podría estar involucrada en la protección de las células contra el estrés oxidativo.

Colaboración exitosa

Méndez Lucio conoció a Olin-Sandoval cuando ella realizaba su posdoctorado en la Universidad de Cambridge y él hacía el doctorado, y comenzaron a colaborar gracias a que él es experto en simulaciones computacionales y ella es investigadora experimental.

“Necesitaban apoyo en el modelado en computadoras. Al terminar el doctorado regresé a la Universidad Nacional, al grupo de José Luis Medina Franco en la Facultad de Química y continué colaborando con ella.”

Su participación consistió en revisar cómo se une la lisina a la célula. Gracias a ello comenzaron a generarse las teorías sobre cómo se dan los cambios químicos de protección en la proteína.

Luego de la publicación, Méndez Lucio no seguirá trabajando en el proyecto, pero Olín-Sandoval sí mantendrá la colaboración con los expertos de Cambridge en este innovador estudio.