Un equipo de investigación liderado por el Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del CSIC, en colaboración con la Universidad de Gotinga, ha identificado un mecanismo celular inédito que revoluciona los conceptos actuales sobre el reciclaje interno de las células. El hallazgo, que se centra en la función de la proteína Bag1, describe una ruta de degradación que permite eliminar desechos proteicos sin consumir energía en forma de ATP y sin utilizar la ubiquitina, una marca que hasta ahora se consideraba indispensable para este proceso.
Un cambio de paradigma en la proteostasis
De acuerdo con la información difundida por las instituciones responsables y publicada en la revista Science Advances, las células mantienen su salud mediante la proteostasis, un equilibrio constante entre la creación y destrucción de proteínas. José María Valpuesta, investigador del CNB-CSIC y codirector de la investigación, explica que en este entorno operan las chaperonas y cochaperonas, moléculas encargadas de supervisar el estado de las proteínas. Si una proteína está dañada y no puede ser reparada, estas «guardianas» la envían al proteasoma para su desintegración.
Bajo el modelo tradicional, este proceso requiere obligatoriamente dos pasos: primero, el etiquetado de la proteína defectuosa con ubiquitina; y segundo, el uso de combustible mediante la hidrólisis de ATP para que el proteasoma pueda procesarla. Sin este aporte energético, se creía que la maquinaria de reciclaje celular quedaba inoperativa.
El rol estratégico de Bag1 y Hsp70
Sin embargo, el trabajo coordinado por el CNB y la Universidad de Gotinga ha revelado una alternativa más eficiente. La cochaperona Bag1 actúa directamente sobre el proteasoma, habilitando una vía de entrada que no requiere energía. En este escenario, la interacción entre la chaperona Hsp70 y Bag1 es fundamental.
Jorge Cuéllar, investigador del CNB-CSIC y también responsable del estudio, señala que mientras la Hsp70 selecciona las proteínas que deben ser destruidas, la presencia de Bag1 permite que el sistema ignore el paso de la ubiquitina. De esta manera, las proteínas dañadas son transportadas de forma directa y eficaz hacia la cámara de degradación del proteasoma.
Potencial para futuras terapias médicas
La investigación destaca que Bag1 cumple una función dual: sirve como puente de transporte y, simultáneamente, induce un cambio en la estructura del proteasoma para facilitar el acceso a su cámara catalítica. Este descubrimiento tiene implicaciones directas en la medicina moderna, particularmente en el tratamiento de enfermedades donde se acumulan proteínas tóxicas.
- Enfermedades neurodegenerativas: El mecanismo podría ayudar a degradar proteínas amiloides.
- Cáncer: Se exploran aplicaciones similares en diversas patologías oncológicas.
- Terapias innovadoras: Desarrollo de fármacos inspirados en el modelo de los PROTACs.
Moisés Maestro, autor principal del artículo en Science Advances, sostiene que entender esta ruta ofrece una oportunidad valiosa para diseñar tratamientos que imiten la función de Bag1. Además, se ha observado que en condiciones de estrés celular, la célula podría aumentar la producción de esta proteína para limpiar de forma más rápida los agregados que causan la amiloidosis, sin depender de los niveles de ATP.
Finalmente, este estudio conjunto redefine la comprensión biológica del reciclaje proteico, confirmando que la célula posee rutas alternativas para mantener su limpieza interna. La participación de Hsp70 y Bag1 abre nuevas líneas de investigación para combatir afecciones vinculadas a la acumulación tóxica de proteínas en el organismo.
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