Los científicos descubren una nueva vía de respuesta al estrés para reparar los enlaces cruzados ARN-proteína causados por aldehídos tóxicos
El equipo de investigación de la profesora Petra Beli y sus colaboradores ha descubierto que los aldehídos, un tipo de sustancia química tóxica producida por el organismo tras el consumo de alcohol, dañan las células al crear enlaces químicos cruzados entre el ARN y las proteínas, interfiriendo así en la producción de éstas. Los científicos del grupo de Beli, que proceden del Instituto de Biología Molecular (IMB) de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (JGU) y del Centro para el Envejecimiento Saludable de Maguncia, descubrieron además que la célula elimina estos enlaces cruzados utilizando una nueva vía de respuesta al estrés conservada evolutivamente. Estos hallazgos arrojan luz sobre cómo afectan los aldehídos a nuestro organismo y los mecanismos que hemos adaptado para hacer frente a estos subproductos tóxicos del metabolismo celular.
Nuestras células están constantemente expuestas a muchas sustancias químicas tóxicas que pueden dañar nuestro ADN, ARN y proteínas. Los aldehídos, como el acetaldehído y el formaldehído, son uno de estos tipos de compuestos químicos. Pueden encontrarse en el medio ambiente, es decir, en el aire, el agua o los alimentos, pero también se producen internamente por reacciones metabólicas dentro de nuestras células. En particular, se producen como subproductos cuando nuestras células desintoxican el etanol después de haber consumido bebidas alcohólicas.
Los aldehídos son tóxicos para nuestras células porque pueden dañar el ADN, provocando roturas que interfieren en la transcripción y replicación del ADN. La acumulación de acetaldehído en nuestro organismo contribuye en gran medida a algunos de los síntomas de la resaca que sufrimos después de beber. Las mutaciones que reducen la capacidad de las células para eliminar los aldehídos también están relacionadas con enfermedades genéticas como la anemia de Fanconi. Sin embargo, hasta ahora se desconocía si la toxicidad de los aldehídos se debe únicamente a daños en el ADN o si los aldehídos también interfieren en otros mecanismos celulares.
En este estudio, publicado en Molecular Cell, la profesora Petra Beli y sus colegas descubrieron que, además de dañar el ADN, los aldehídos también crean enlaces químicos denominados enlaces cruzados entre el ARN y las proteínas de la célula. Estos enlaces cruzados paralizan los ribosomas en su intento de traducir los ARN, inhibiendo la producción de nuevas proteínas. También descubrieron que la célula elimina estos enlaces cruzados ARN-proteína a través de una nueva vía de respuesta al estrés, evolutivamente conservada, que implica la modificación postraduccional de la proteína reticulada con una forma especial de ubiquitilación y una proteína llamada VCP.
"La respuesta al estrés inducida por la ubiquitilación y provocada por los entrecruzamientos ARN-proteína se ha pasado por alto como vía de control de la calidad celular", afirma Beli, director adjunto del IMB y catedrático de Proteómica Cuantitativa de la Universidad de Maguncia. Y Aldwin Suryo Rahmanto y Christian Blum, coautores de este estudio, añadieron: "Nuestros resultados abren una línea de investigación completamente nueva sobre los entrecruzamientos ARN-proteína inducidos por aldehídos reactivos". Estos resultados demuestran que los aldehídos dañan nuestras células de más de una forma y describen por primera vez un mecanismo para eliminar los enlaces cruzados ARN-proteína en nuestras células.
Y lo que es más importante, la capacidad de nuestro organismo para eliminar aldehídos disminuye gradualmente con la edad, lo que podría dar lugar a la formación de más enlaces cruzados ARN-proteína a medida que envejecemos. Por tanto, los autores especulan que esta nueva vía de respuesta al estrés puede ser especialmente importante para mantener la función celular en las personas mayores.
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