Los condensados de proteínas pueden causar muchos tipos de enfermedades genéticas

Muchas proteínas se localizan en distintos agregados celulares ricos en proteínas, también conocidas como “condensados celulares”. Estas proteínas muestran características en su secuencia que funcionan como “etiquetas direccionales” y que indican a las proteínas hacia qué condensado deben dirigirse. Cuando las etiquetas se desorganizan, las proteínas pueden acabar en el condensado incorrecto. Según un equipo internacional de investigadores que trabajan en medicina clínica y en biología básica, esta incorrecta localización de las proteínas podría ser la causa de muchas enfermedades no resueltas.

Investigadores liderados por el Max Planck Institute for Molecular Genomics (MPIMG) y la Charité – Universitätsmedizin Berlin, con la colaboración del University Hospital Schleswig-Holstein (UKSH), el IRB Barcelona y otros colaboradores de ámbito internacional han identificado la causa subyacente de una rara enfermedad grave denominada síndrome de Braquifalangia, polidactilia y aplasia/hipoplasia tibial (BPTAS por sus siglas en inglés). En este caso, el trastorno se produce debido a un cambio genético que hace que una proteína esencial migre al nucléolo, que es una gran gota de proteína en el núcleo de la célula.

“Descubrimos un nuevo mecanismo que podría estar en juego en una amplia variedad de enfermedades, incluidas las que son hereditarias y el cáncer”, explica el Dr. Denes Hnisz, líder del grupo de investigación del MPIMG. “De hecho, hemos descubierto más de 600 mutaciones similares, de las cuales 101 se sabe que están asociadas con diferentes trastornos”.

“El hallazgo, liderado por el Dr. Hnisz y su equipo, en el que la Dra. Carla García-Cabau y yo tuvimos el placer de contribuir, abre la puerta a nuevos diagnósticos que podrían conducir a esclarecer muchas otras enfermedades, así como posibles terapias futuras”, explica el Dr. Xavier Salvatella, investigador ICREA y líder del Laboratorio de Biofísica Molecular del IRB Barcelona.

En la actualidad, es difícil determinar el número de enfermedades que comparten este mecanismo subyacente, pero se sabe que está involucrado en el cáncer. “Las posibilidades de desarrollar terapias dirigidas para este mecanismo son mucho mejores”, agrega el Dr. Hnisz.

“Este trabajo representa un ejemplo de que entender cómo las proteínas intrínsecamente desordenadas desempeñan sus funciones permite comprender las consecuencias de mutaciones y, por tanto, los mecanismos de enfermedades”, concluye el Dr. Salvatella, que contribuyó a caracterizar las consecuencias de la mutación sobre las propiedades estructurales de la proteína estudiada en este trabajo.

Para más información: Max Planck Institute for Molecular Genetics (MPIMG)

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Mensah MA, Niskanen H, Magalhaes AP, Basu S, Kircher M, Sczakiel HL, Reiter AMV, Elsner J, Meinecke P, Biskup S, Chung BHY, Dombrowsky G, Eckmann-Scholz C, Hitz MP, Hoischen A, Holterhus PM, Hülsemann W, Kahrizi K, Kalscheuer VM, Kan A, Krumbiegel M, Kurth I, Leubner J, Longardt AC, Moritz JD, Najmabadi H, Skipalova K, Blok LS, Tzschach A, Wiedersberg E, Zenker M, Garcia-Cabau C, Buschow R, Salvatella X, Kraushar ML, Mundlos S, Caliebe A, Spielmann M, Horn D, Hnisz D.
Nature (2023) DOI: 10.1038/s41586-022-05682-1

IRB Barcelona

El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para ofrecer soluciones pioneras a necesidades médicas no resueltas en el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge a alrededor de 400 trabajadores de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).

Imagen: Núcleos en cultivo de células humanas: Proteína HMGB1 (verde) en todo el núcleo. El HMGB1 mutante (derecha) se localiza en el nucleolo (magenta) y forma una capa solidificada que causa la enfermedad (Henri Niskanen, MPIMG)