Algunas de las mejores ideas sobre el cáncer y cómo tratarlo se producen cuando los científicos básicos y los biólogos y médicos especializados en cáncer colaboran.
Un equipo de colaboración de la Universidad Médica de Carolina del Sur MUSC informó recientemente en Comunicaciones de la naturaleza que habían obtenido instantáneas estructurales en 3D de la enzima Cdc34, un regulador clave de la biología celular y un objetivo para la terapéutica del cáncer.
Estas estructuras, junto con estudios en células humanas, han revelado características clave de esta enzima que son importantes para su regulación del crecimiento y la actividad celular. Estas características únicas podrían presentar oportunidades para el diseño racional de nuevas terapias contra el cáncer.
El equipo fue dirigido por el investigador financiado por los Institutos Nacionales de Salud Shaun K. Olsen, Ph.D., profesor asistente en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular en MUSC y miembro del Programa de Terapéutica del Cáncer del Desarrollo en el Centro de Cáncer Hollings.
Incluyó bioquímicos que estudian cómo funcionan las proteínas del cuerpo a nivel molecular, y biólogos y médicos especializados en cáncer que podrían extender los hallazgos en un contexto biológico en células cancerosas humanas.
"Elegí centrarme primero en Cdc34 debido a su relevancia clínica", dijo Katelyn Williams, primer autor de la investigación publicada y estudiante de doctorado / doctorado de MUSC. "Mi interés clínico es la hematología / oncología pediátrica y Cdc34es un regulador crucial de muchos procesos biológicos y funciones anormales en muchos tipos de cáncer ".
Cdc34 es un jugador central en una cascada de enzimas E1-3 que interactúan con la molécula de señalización ubiquitina para regular el crecimiento y la actividad celular.
Dentro de este sistema, Cdc34 etiqueta las proteínas que normalmente bloquean el crecimiento celular con ubiquitina, de una manera que las dirige específicamente para su eliminación por el compactador de basura celular que los biólogos llaman proteasoma.
Cuando Cdc34 no puede funcionar correctamente, estos reguladores negativos del crecimiento celular se acumulan y frenan el crecimiento celular, que es la característica que es de interés para la terapéutica contra el cáncer.
El desarrollo de una terapia para atacar la enzima E1, que se encuentra en la parte superior de la cascada y afecta todo lo que está debajo de ella, podría tener muchas consecuencias no deseadas. En cambio, atacar a Cdc34, una enzima E2 más abajo en la cascada, podría ser igual de efectivo y lejosmás seguro
"Si apuntas a la enzima E1, todo lo que se encuentra aguas abajo se apaga, lo que incluye miles de vías diferentes", explicó Olsen. "Sin embargo, si apuntas específicamente a uno de los E2, es solo una pequeña derivación del conjuntorepertorio de vías de ubiquitina que se apagan mientras todo lo demás puede funcionar normalmente. Representaría un enfoque mucho más preciso ".
Para comprender cuál es la mejor manera de apuntar a Cdc34, el equipo primero tuvo que comprender mejor su estructura. La estructura de una proteína es clave para la forma en que interactúa con otras moléculas y realiza sus funciones celulares.
Olsen y Williams aislaron la proteína de levadura y células humanas y obtuvieron una serie de instantáneas estructurales de Cdc34. Esto les permitió determinar cómo hace clic junto con una enzima E1 y ubiquitina como piezas de rompecabezas. El equipo de MUSC descubrió que sí lo hacea través de cambios únicos en la forma.
"Lo importante es que podemos ver este alojamiento 3D por la enzima E1 para 'mover' Cdc34 en su sitio de unión E2", dijo Williams. "También encontramos, que no habíamos visto anteriormente, que Cdc34 tambiéncambia su forma para interactuar con el E1 "
Después de explorar esto con proteínas de la levadura, Olsen y Williams trabajaron con el investigador de cáncer de Hollings, Alan Diehl, Ph.D., y su laboratorio para confirmar también el fenómeno en las células cancerosas humanas.
Debido a que muchos de los detalles del mecanismo de Cdc34 que se descubrieron en este trabajo son exclusivos de esta enzima en particular, es posible que los científicos médicos apunten a Cdc34 específicamente como un medio para desarrollar nuevas terapias contra el cáncer.
Si bien el desarrollo de fármacos puede ser en el futuro para Cdc34 y las proteínas a las que se une, queda mucho más trabajo antes de que estos hallazgos afecten la atención clínica.
Sin embargo, eso no disminuye la importancia de este trabajo y el excelente ejemplo que establece para los investigadores biomédicos.
"Este es un excelente ejemplo del poder de la ciencia del equipo donde el impacto general del trabajo es mayor que la suma de las partes como resultado de áreas sinérgicas de experiencia", explicó Olsen. "En este caso, el Dr. Diehl'sUn equipo de destacados biólogos del cáncer extendió nuestros hallazgos estructurales y bioquímicos en un contexto biológico, un paso crucial para traducir potencialmente nuestro trabajo en la clínica "
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Materiales proporcionados por Universidad de Medicina de Carolina del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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