Descobreixen un mecanisme de control gènic relacionat amb càncer

Investigadors liderats per María Macías de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i Joan Massagué del Memorial Sloan-Kettering Cancer Center (MKSCC) de Nova York han descobert el complex mecanisme d’acció d’unes proteïnes essencials per a la vida, les proteïnes Smad, que controlen l’activitat de gens relacionats amb càncer. L’estudi, resultat de 3 intensos anys de treball, defineix el cicle de vida d'aquesta proteïna, segons el qual és destruïda un cop ha finalitzat la seva feina. Aquests resultats es publiquen avui a la prestigiosa revista Genes & Development, que dedica la seva portada a aquest treball de recerca.

Les hormones TGF-beta i BMP fan servir la cascada de senyals TGF-beta/Smad per transmetre informació fins a la proteïna Smad, la qual frena la divisió cel·lular i controla que el creixement dels teixits sigui ordenat i coordinat. Tot i que fa més de dues dècades que es coneix la cascada TGF-beta/Smad, fins al moment no es coneixia amb exactitud com les Smads eren capaces de controlar l’activitat de gens tan importants. "Teníem algunes peces d’informació, però sense ordenar", afirma Macías.

Diversos treballs previs realitzats en el laboratori de Massagué havien identificat unes modificacions químiques anomenades fosforilacions en unes regions molt poc conegudes de les Smad. Mitjançant aproximacions biofísiques i bioquímiques, els investigadors han descobert que aquestes modificacions es produeixen de manera coordinada en el temps i no a l’atzar. "Primer unes fosforilacions provoquen que s'uneixin a les Smads unes proteïnes que controlen l’activitat de gens diana, i posteriorment altres forforilacions faciliten la unió de proteïnes que provoquen la destrucció de les Smad, una vegada que aquestes han fet la seva funció. D’aquesta manera les cèl·lules s’asseguren de no cometre errors fatals ", explica Macías.

Un cop establerta la seqüència temporal d'aquests processos, els científics van utilitzar aproximacions de biologia cel·lular i estructural -determinació de la disposició en l'espai dels àtoms de Smad i de les proteïnes activadores i destructores que porten unides- que van recolzar els resultats anteriors. "Hem estat capaços d’entendre l’especificitat de les unions entre Smad i altres proteïnes i de conèixer el codi secret que llegeixen aquestes proteïnes per extreure la informació".

Com es beneficien les cèl·lules tumorals d’aquests processos? Massagué afirma que "aquestes cascades actuen com a policies dins l’organisme. Les cèl·lules tumorals, com a bones delinqüents que són, fan malbé aquestes vies i les utilitzen per créixer i expandir-se". Normalment participen en processos molt importants per les cèl·lules, però quan es fan malbé per mutacions pot aparèixer càncer, malalties congènites, inflamació crònica o emfisema. Aquests resultats poden ser la base per al desenvolupament de nous tractaments clínics contra el càncer o altres malalties.

Article de referència:
A Smad action-turnover switch operated by WW domain readers of a phosphoserine code.
Eric Aragón, Nina Goerner, Alexia-Ileana Zaromytidou, Qiaoran Xi, Albert Escobedo, Joan Massagué, and Maria J. Macias.
Genes & Development (2011). [doi: 10.1101/gad.2060811]