Resultados de la investigación reportados esta semana en la revista ciencia anular vistas de larga data en un sistema de mensajería básico dentro de las células vivas.
Los resultados sugieren nuevos enfoques para diseñar medicamentos dirigidos con precisión para el cáncer y otras enfermedades graves.
El Dr. John D. Scott, profesor y presidente de farmacología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington y un investigador del Instituto Médico Howard Hughes, junto con el Dr. F. Donelson Smith de la Universidad de Washington y el HHMI, dirigió este estudio, que tambiéninvolucraron a los doctores Claire y Patrick Eyers y su grupo en la Universidad de Liverpool.
Los investigadores explicaron que la maquinaria de comunicación celular clave está más restringida regionalmente dentro de la célula de lo que se pensaba anteriormente. La comunicación a través de este sistema vital es similar a las redes sociales en su cuenta de Snapchat.
Dentro de una célula, el posicionamiento preciso de dichos componentes de mensajería permite que las hormonas, los principales comunicadores químicos del cuerpo, transmitan información a lugares exactos dentro de la célula. La activación precisa y muy local de la enzima que Scott y su estudio grupal ayudan a asegurar una correctala respuesta ocurre en el lugar correcto y en el momento correcto
"El interior de una celda es como una ciudad abarrotada", dijo Scott, "es un lugar de construcción y demolición, transporte de mercancías y reciclaje de basura, innumerables mensajes como los que hemos descubierto,las líneas de ensamblaje fluyen y los paquetes se mueven. La activación estratégica de las islas de enzimas de señalización permite que estas actividades bioquímicas mantengan viva la célula y es importante para proteger contra la aparición de enfermedades crónicas como diabetes, enfermedades cardíacas y ciertos tipos de cáncer ".
Los avances en la microscopía electrónica y la espectrometría de masas nativa permitieron a los investigadores determinar que un componente crítico del sistema de señalización, la proteína quinasa A anclada, permanece intacto durante la activación. Partes de la molécula son flexibles, lo que le permite contraerse y estirarse, conbrazos flexibles que pueden alcanzar para encontrar objetivos apropiados.
Aún así, donde la molécula realiza su acción, el espacio es estrecho. La distancia es, de hecho, aproximadamente el ancho de dos proteínas dentro de la célula.
"Nos damos cuenta de que al diseñar medicamentos para alcanzar tales objetivos tendrán que trabajar dentro de confines muy estrechos", dijo Scott.
Uno de los objetivos colectivos de su grupo es descubrir cómo entregar medicamentos de precisión a la dirección correcta dentro de esta metrópolis citoplasmática repleta.
"Aislar la señal para que el efecto del fármaco no pueda ocurrir en otras partes de la célula es un aspecto igualmente importante del desarrollo del fármaco porque podría reducir en gran medida los efectos secundarios", dijo Scott.
Un esfuerzo por llevar esta idea de la medicina de precisión un paso más allá es parte del Instituto de Terapéutica Dirigida de UW Medicine en Seattle. Scott y sus colegas del Departamento de Farmacología de la UW están creando el instituto.
Los científicos están colaborando con investigadores de cáncer para comprender mejor las causas moleculares, y los posibles tratamientos futuros, para una determinada neoplasia maligna del hígado. Este cáncer de hígado en particular surge de una mutación que produce una forma anormal de la enzima que es el tema deEste trabajo actual, la proteína quinasa A, y altera el papel de la enzima en la señalización celular.
Otros avances que dieron a los investigadores una visión más clara de los mecanismos de señalización reportados en ciencia incluye edición de genes CRISPR, técnicas de imágenes de células vivas y formas más potentes de observar todos los componentes de un complejo de proteínas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de la Salud de Washington / Medicina de la Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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