Morir o no morir como respuesta al estrés, una decisión regulada por los niveles de la proteína MK2

Los organismos vivos a menudo están expuestos a estímulos de estrés, ya sean generados por factores externos o internos, y necesitan responder en consecuencia. A nivel celular, el estrés suele desencadenar la activación de unas vías de supervivencia que contribuyen a la recuperación de la homeostasis celular. Sin embargo, cuando el estrés es demasiado alto, se inicia un proceso de muerte celular por el que se elimina la célula dañada.

Científicos liderados por el investigador ICREA Dr. Ángel Nebreda, jefe del laboratorio de Señalización y Ciclo Celular del IRB Barcelona, han identificado una importante función para la vía p38-MK2 en la determinación del destino celular como respuesta al estrés.

“En nuestro estudio se describe un mecanismo molecular que las células pueden utilizar para traducir la activación inducida por el estrés de la vía p38a-MK2 en una respuesta biológica adecuada”, afirma el Dr. Nebreda.

Cuando las células están expuestas a altos niveles de estrés, la vía p38-MK2 se activa de manera sostenida, fomentando la degradación de la proteína MK2, que se correlaciona con la muerte celular. Sin embargo, los niveles de estrés moderados solo desencadenan una activación temporal de la vía p38-MK2, que permite la reacumulación de MK2 y lleva a la supervivencia celular. Por lo tanto, los niveles de la proteína MK2 actúan como un indicador molecular que informa a las células de si deben mantenerse vivas o iniciar un proceso de autodestrucción.

“Mediante el uso de líneas celulares humanas y de ratón tratadas con diferentes estímulos de estrés, demostramos que los niveles de expresión de MK2 están regulados por la intensidad del estrés, y que son críticos para la viabilidad de las células estresadas”, explica la Dra. Núria Gutiérrez-Prat, que inició el trabajo y es la primera coautora del artículo, junto con la Dra. Mónica Cubillos-Rojas y la Dra. Begoña Cánovas.

 p38, una proteína relacionada con el estrés y el cáncer

p38 es una proteína central que regula muchos procesos celulares, modulando la actividad de otras proteínas. En enfermedades como el cáncer, se presentan alteraciones en la vía p38, y los altos niveles de actividad de p38 a veces se relacionan con un mal pronóstico (por ejemplo, en los tumores pulmonares). Así mismo, una desregulación de la vía p38-MK2 se ha relacionado con varias enfermedades en humanos, como los trastornos inflamatorios y el cáncer.

En otros estudios se investigará si la regulación de la vía p38-MK2 en respuesta a un estrés fuerte o sostenido puede funcionar como un sensor común de daño irreversible entre los tipos de células. Los investigadores también estudiarán la posible relevancia de estos mecanismos de respuesta al estrés en la causa de las enfermedades y si la respuesta al estrés difiere en situaciones patológicas.

El estudio ha contado con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación (ERC), el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN) y la Agencia Catalana de Gestión de Ayudas Universitarias y de Investigación (AGAUR).

Artículo de referencia:
MK2 degradation as a sensor of signal intensity that controls stress-induced cell fate
Núria Gutierrez-Prat, Mónica Cubillos-Rojas, Begoña Cánovas, Antonija Kuzmanic, Jalaj Gupta, Ana Igea, Elisabet Llonch, Matthias Gaestel & Angel R. Nebreda
PNAS (2021) DOI: 10.1073/pnas.2024562118