dimecres 28

Criomicroscòpia electrònica al rescat: estudiant la maquinària intracel·lular que té cura del nostre ADN i ens protegeix del càncer

Publicat per "la Caixa" el 28/08/2019

Post escrit per Rafael Fernández-Leiro i Óscar Llorca del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas.


Imatge: Tom Ellenberger, Washington University School of Medicine in St. Louis.

En aquest post del blog CaixaCiència hem convidat els investigadors Rafael Fernández-Leiro i Óscar Llorca, del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), perquè ens expliquin un dels temes innovadors en la recerca del càncer: la reparació de l’ADN. Aquest va ser el tema del CNIO-”la Caixa” Frontiers Meeting del passat mes de maig, un esdeveniment que va reunir a Madrid investigadors d’arreu del món líders en aquest camp.

A l’interior de les cèl·lules que formen els teixits del cos humà tenen lloc multitud de processos d’enorme complexitat, des de la protecció enfront de patògens fins a la còpia i reparació de danys del nostre material genètic. La major part d’aquestes activitats la fan grans complexos macromoleculars on un conjunts de proteïnes s’associa per fer, com si fossin màquines, tasques de diversa índole. 

Són d’especial interès els complexos macromoleculars que mantenen la integritat del genoma. El nostre ADN conté tota la informació necessària per al correcte funcionament cel·lular, però aquesta ha de ser llegida (transcripció) i copiada (reproducció) sense errors. A més, aquesta informació pateix constantment danys generats per l’exposició a agents de l’ambient (físics com radiacions, i químics com el tabac), com també productes del metabolisme de les cèl·lules.

Per sort, disposem d’una xarxa de complexos macromoleculars capaços de reconèixer el dany a l’ADN i corregir-lo. No obstant això, quan fallen, fonamentalment perquè les proteïnes contenen una mutació que impedeix el funcionament normal, els errors s’acumulen i poden desembocar en càncer i altres malalties. De fet, la manca d’una correcta reparació dels danys al genoma és un pas necessari per a la supervivència del tumor.

Un exemple de la importància d’aquests sistemes de protecció de l’ADN i de com poden inspirar noves teràpies és el cas de les proteïnes BRCA1 i BRCA2, que tenen una gran rellevància en la predisposició al càncer de mama i al d’ovari familiar. BRCA1 i BRCA2 són dues proteïnes que participen en la resposta de la cèl·lula davant lesions a l’ADN. Gràcies al fet que sabem que les cèl·lules amb mutacions BRCA1 i BRCA2 són especialment sensibles a la inhibició de PARP, un enzim implicat en la reparació de l’ADN, s’han aprovat inhibidors de la proteïna PARP per al tractament d’alguns tipus de tumors de mama i ovari.

Els beneficis de comprendre els detalls de la maquinària cel·lular encarregada de copiar i tenir cura del nostre genoma són molts, però fer-ho és una tasca extraordinàriament complicada. Aquests complexos macromoleculars es troben en quantitats petites, i, a més les estructures que els formen són flexibles i es mouen com a part del seu propi mecanisme d’acció.


Figura cedida per: Rafael Fernández-Leiro i Óscar Llorca

Tradicionalment, per poder estudiar-los era necessari obtenir grans quantitats de les proteïnes implicades i aconseguir que formessin vidres per després poder analitzar mitjançant tècniques de difracció de raigs X. Però aquestes metodologies presenten limitacions quan es tracta de grans complexos macromoleculars o de proteïnes molt flexibles i dinàmiques. 

Durant els últims anys, una altre tècnica, la criomicroscòpia (crio-ME) ha revolucionat el món de la biologia. Mitjançant crio-ME podem ara observar directament grans complexos macromoleculars fent servir quantitats relativament modestes de material i determinar-ne l’estructura tridimensional amb detall atòmic. I, amb aquesta visió de detall, han sorgit també noves preguntes. La revolució és de tal magnitud que els investigadors que van liderar aquests desenvolupaments van compartir el premi Nobel de química el 2017.

Vivim un moment excitant, i per això el CNIO “la Caixa” Frontiers Meeting, celebrat al maig d’enguany, va estar impregnat d’entusiasme i fascinació pels avenços aconseguits en tan poc temps. La reunió va acabar deixant-nos bona boca, i una certa sensació de vertigen per la velocitat a la qual pot millorar el coneixement, i pel repte de fer servir aquests avenços per dissenyar noves estratègies terapèutiques en càncer.

Compartir

6

Categoria:

Post Relacionat:

NewsLetters
L'Àrtic es trenca

CosmoCaixa, on la ciència es converteix en experiència

amb la col.laboració de

Associació Catalana de Comunicació Científica