Investigadores del Instituto Karolinska han realizado un avance significativo en la comprensión de cómo las células ajustan su actividad genética para sobrevivir en condiciones de baja oxigenación. Este estudio, publicado en Nature Cell Biology, revela un mecanismo inédito que permite a las células regular la producción de proteínas de manera más eficiente cuando el oxígeno escasea, como sucede en tumores o tras una lesión.
En condiciones de hipoxia, las células deben adaptarse rápidamente para sobrevivir. Los investigadores centraron su análisis en células de cáncer de mama y células madre humanas, descubriendo que, ante la falta de oxígeno, las células modifican el punto de inicio para la lectura de los genes. Este cambio tiene un impacto directo en la eficiencia con la que se producen las proteínas.
La investigación encontró que las células bajo condiciones de hipoxia tienden a utilizar sitios de inicio alternativos para regular los genes, lo que altera las características de la secuencia 5′UTR del ARNm. Según Kathleen Watt, investigadora postdoctoral en el Departamento de Oncología-Patología del Instituto Karolinska y primera autora del estudio, «observamos que las células en hipoxia a menudo utilizan sitios de inicio alternativos, lo que cambia las características de la secuencia 5′UTR del ARNm». Esta secuencia actúa como un «preámbulo» antes de que se forme la proteína, y sus características controlan la eficiencia en la producción de proteínas por parte de la célula.
Un ejemplo destacado es la enzima PDK1, que permite a las células cambiar su producción de energía de un proceso dependiente de oxígeno a otro que funciona sin él, conocido como glucólisis. Este cambio es crucial para la supervivencia celular en entornos adversos.
El papel de la epigenética en la adaptación celular
Además, los investigadores demostraron que este mecanismo de cambio es controlado por modificaciones epigenéticas, que son alteraciones químicas en la forma en que se empaqueta el ADN y que afectan qué genes están activos. Se identificó una modificación específica, llamada H3K4me3, como fundamental en este proceso. Al influir en esta modificación mediante fármacos, los investigadores lograron hacer que las células cambiaran sus sitios de inicio de genes, incluso sin alterar los niveles de oxígeno.
Según Krzysztof Szkop, coautor del estudio, «esto sugiere que los cambios epigenéticos no son solo una consecuencia de la hipoxia, sino que forman parte activa de la estrategia de adaptación de la célula». Este hallazgo ofrece nuevas perspectivas sobre cómo las células regulan la producción de proteínas bajo estrés, lo que podría tener implicaciones importantes para la investigación del cáncer, dado que las células tumorales a menudo prosperan en entornos con baja oxigenación.
Ola Larsson, investigador principal del mismo departamento y coautor del estudio, destacó que «este estudio es el resultado de un esfuerzo colaborativo fantástico entre nuestro grupo aquí en el Instituto Karolinska y el grupo de la Dra. Lynne-Marie Postovit en la Universidad de Queen, junto con otros colegas en Canadá».
Fuente: larepublica.es
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