Proteínas que reparan y avisan que hay daño
Ante el daño que produce la radiación solar en las células de la piel, éstas responden rápidamente para repararlo. Esa maquinaria no siempre es eficiente, y en algunas enfermedades hereditarias se encuentra afectada. Un estudio que se publica hoy en tapa de Cell Reports, realizado por un equipo de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, desentraña cómo funciona ese complejo mecanismo.
Imagen propuesta para ilustrar la tapa de la revista Cell Reports, desarrollada por una de las integrantes del equipo de investigación. Diseño original: Luciana Giono.
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Los efectos de los rayos solares sobre la piel serían devastadores si ésta no contara, en sus células, con un conjunto de proteínas encargadas de reparar el daño que la radiación ultravioleta imprime en el ADN. Pero hasta ahora se pensaba que las proteínas reparadoras sólo se ocupaban de eliminar el daño.
Ahora, un equipo de investigadores liderado por Alberto Kornblihtt, director del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE) de CONICET y UBA, acaba de demostrar de qué manera se desencadena el proceso por el cual un conjunto de genes entran en acción y así evitan que las células dañadas produzcan un tumor.
“En un trabajo previo, habíamos visto cómo la información de los rayos UV llegaba a la maquinaria de expresión génica y modulaba la respuesta de la célula ante ese estímulo externo. En ese momento me preguntaba de qué manera la célula es capaz de “ver” los rayos de sol, relata Manuel J. Muñoz, primer autor del trabajo que se publica hoy, en tapa, en la revista Cell Reports.
Los investigadores encontraron que, de todas las consecuencias que tiene para la célula la radiación solar, la reparación del daño al ADN es la más relevante para modular qué genes se expresan y qué genes se dejan de expresar.
Maquinaria reparadora
Alberto Kornblihtt, Luciana Giono y Manuel Muñoz. Foto: Exactas Comunicación.
Cuando una célula recibe radiación UV, se abren tres caminos posibles. Una alternativa es que esa célula sufra una muerte programada (apoptosis); otra es que el daño no sea reparado en forma eficiente y la célula se vuelva cancerosa. Una tercera posibilidad, la más feliz, es que la célula sobreviva y no forme un tumor.
Pero, para salir airosa del evento, la célula tiene que recuperar la expresión genética que se había modificado como consecuencia del daño al ADN. En esa recuperación, el mecanismo hallado resulta clave, pues le permite a la célula seguir viviendo después de haber recibido la luz UV.
Cuando las proteínas reparadoras detectan el daño en el ADN, transmiten esa información a la maquinaria de expresión génica, que regula la expresión de genes y el mecanismo denominado splicing alternativo, que permite que un solo gen pueda dar lugar a varias proteínas.
“El evento clave es el daño en el ADN, que es suficiente para regular el splicing alternativo y la expresión de genes en el núcleo”, destaca Muñoz, y agrega: “Para confirmar esa hipótesis, removimos artificialmente las lesiones inducidas en el ADN por los rayos del sol, y vimos que la respuesta se perdía”.
Cuando el ADN se daña, su estructura se distorsiona y esta modificación es reconocida por las proteínas reparadoras. “Cuando aplicamos la enzima reparadora, desaparece esa distorsión del ADN en distintos puntos. En ese momento, la proteína deja de reconocerlo y el efecto en el splicing alternativo desaparece”, detalla el investigador.
El ADN de las células de la piel se daña en forma constante ante la incidencia de la radiación ultravioleta. Si no tuviéramos una maquinaria reparadora en las mismas células, sería imposible la vida, porque todo el tiempo la piel estaría generando tumores.
De hecho, hay enfermedades hereditarias en las que el ADN se repara mal o no se repara, y la consecuencia es el cáncer de piel. Un ejemplo es el xeroderma pigmentoso, enfermedad causada por mutaciones en los genes involucrados en la reparación celular.
Proteína de marsupial
La mayoría de los organismos vivos poseen enzimas reparadoras del ADN, pero muchos de ellos, como las bacterias, las plantas y los marsupiales (como los canguros), entre otros, poseen enzimas diferentes a las humanas, que, por ejemplo, reparan las lesiones con mayor rapidez.
En sus numerosos experimentos, los investigadores emplearon enzimas de plantas y marsupiales. “Mediante unos virus que expresan una proteína de una planta y otra de un marsupial, infectamos las células para reparar rápidamente las lesiones en el ADN” explica Luciana Giono, también autora del artículo de Cell Reports, y diseñadora de la tapa de este número. Y agrega: “Esas enzimas, que se llaman fotoliasas, tienen la ventaja de activarse con luz blanca”.
El artículo también lo firman Nicolás Nieto Moreno y Adrián Cambindo Botto, también investigadores del IFIBYNE.
El trabajo se realizó con cultivos de células de piel humana, algunas de las cuales eran irradiadas con luz UV, otras con luz blanca, y un tercer grupo era mantenido en la oscuridad.
“Si bien este hallazgo no tiene una aplicación en el corto plazo, es importante para cualquier estudio acerca de la etiología del cáncer de piel”, asegura Kornblihtt, y prosigue: “Además, para producir una herramienta terapéutica, es fundamental conocer el mecanismo que la célula usa para responder al daño solar”.
La ciencia y el “cambio”
Kornblihtt se refirió a las declaraciones recientes de funcionarios del gobierno de Cambiemos que reviven la dicotomía entre ciencia útil (la tecnología) y ciencia inútil, aquella que no apunta a un producto concreto. “No es ingenuo que se confunda la generación de conocimiento con la de tecnología”, dispara Kornblihtt, y se pregunta: “¿Eso quiere decir que no tenemos que hacer investigación de lo desconocido sino aplicación de lo conocido?”
La historia de la ciencia muestra numerosos ejemplos que confirman que la ciencia básica, sin habérselo propuesto, ha generado productos de gran valor que han cambiado la vida de las personas en forma contundente. “Un ejemplo reciente es el sistema CRISPR/Cas9, que permite editar genes. Esa investigación se hizo para ver cómo las bacterias se defendían del ataque externo, y ahora se convirtió en la herramienta para modificar los genomas y curar enfermedades”, ilustra el investigador.
Asimismo, no sería posible el GPS sin la teoría de la relatividad de Einstein, aunque éste jamás se haya imaginado que surgiría esa aplicación a partir de sus hipótesis.
“Generar ese descreimiento en el prestigio que tiene la ciencia argentina es peligroso”, concluye Kornblihtt.
