Ciertas proteínas deciden sobre la vida o la muerte de la célula

Científicos de la Universidad de Medicina de Graz investigan el envejecimiento de las células

05.08.2021 - Austria

Investigadores de la Universidad Médica de Graz, junto con colegas internacionales, han investigado qué procesos moleculares del organismo son responsables de la regulación del supresor de tumores FOXO4 y, por tanto, determinan si las células proliferan o mueren, lo que desempeña un papel central en las enfermedades relacionadas con la edad. Los resultados de la investigación se publicaron en"Cell Reports".

Med Uni Graz/Madl

Estructura de RMN de FOXO4 en estado inhibido.

Envejecimiento y cáncer: FOXO4 - un actor clave

Los factores de transcripción se encargan de controlar la expresión de los genes. Permiten a las células producir ciertas proteínas. Los factores de transcripción de la familia FOXO desempeñan un papel esencial para garantizar el equilibrio de una célula y, según la situación, pueden decidir si las células proliferan o mueren. Las alteraciones de las proteínas FOXO pueden causar diversas enfermedades relacionadas con la edad, como la diabetes y el cáncer. Además, las proteínas FOXO desempeñan un papel importante en el proceso de envejecimiento saludable en los seres humanos. Por lo tanto, para obtener nuevos enfoques para el tratamiento de las enfermedades relacionadas con la edad y para comprender mejor las causas del envejecimiento, es importante entender los mecanismos moleculares de la función y la regulación de las proteínas FOXO.

En esta publicación, el primer autor, Benjamin Bourgeois, y el grupo de investigación de Tobias Madl, del Centro de Investigación Gottfried Schatz de la Universidad de Medicina de Graz, pudieron aclarar que la regulación de FOXO4, un miembro representativo de la familia FOXO, está regulada por la interacción de modificaciones y una red de interacciones.

El equipo internacional pudo demostrar que FOXO4 puede adoptar un estado de autoinhibición que impide la unión al ADN y, por tanto, reduce su actividad.

A través de este control con la β-catenina, la proteína FOXO4 y sus "miembros de la familia" pueden determinar si las células entran en muerte celular programada, continúan dividiéndose o siguen existiendo como las llamadas células senescentes en "modo ahorro". Estas células senescentes ya no cumplen sus funciones con la misma eficacia que sus vecinas "jóvenes y sanas" y pueden incluso provocar reacciones inflamatorias permanentes en el tejido circundante. Proteínas como la FOXO4, que funcionan como supresores de tumores, ayudan a eliminar estas células dañadas y a mantener sano el tejido en su conjunto.

Como resultado de la interacción con la proteína reguladora β-catenina, se restablece la unión al ADN y FOXO4 puede desempeñar su función como supresor de tumores. Las modificaciones postraduccionales regulan la interacción de FOXO4 y β-catenina. Los nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares que regulan y activan FOXO4 nos permiten comprender mejor cómo las células deciden entre la división y la muerte celular.

Fármacos basados en FOXO4: en camino a la clínica

En este contexto, el grupo de Tobias Madl y sus colegas en los Países Bajos han presentado una patente para una clase de fármacos basados en FOXO4. Estas sustancias actúan sobre un tipo especial de células "enfermas", las denominadas células senescentes, que acumulan un daño creciente en el ADN con la edad y son el origen de una variedad de enfermedades relacionadas con la edad, matando selectivamente estas células. Estas sustancias se están investigando y preparando para su aplicación clínica. Los nuevos descubrimientos sobre la regulación de FOXO4 contribuyen a una comprensión más precisa del efecto de estas sustancias y permiten nuevas optimizaciones para aplicaciones clínicas específicas.

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