Investigadores descubren vía bioquímica que protege a las células de la ferroptosis
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Las características del cáncer incluyen la reproducción celular rápida y la actividad metabólica. Pero estos procesos también conducen a un mayor estrés y oxidación celular, y al riesgo de muerte celular. Para eludir estas consecuencias negativas del crecimiento acelerado, las células cancerosas estimulan las vías para reducir el estrés oxidativo y evitar la muerte celular. En un artículo publicado en Cell Metabolism, los investigadores del Moffitt Cancer Center informan sobre una vía bioquímica recién descubierta que protege a las células de un tipo de muerte celular llamada ferroptosis.
La ferroptosis es un tipo especializado de muerte celular causada por desequilibrios en la oxidación dentro de las células. La ferroptosis da como resultado cambios en las moléculas de la membrana celular llamadas lípidos y puede ser causada por la inanición de cisteína. La cisteína es un tipo de aminoácido que es uno de los componentes básicos de las proteínas y también es utilizado por el cuerpo para numerosos procesos fisiológicos importantes, incluida la supervivencia celular, la regulación de las reacciones de oxidación-reducción y la transferencia de energía. Debido a su papel crítico en los procesos normales, la cisteína está altamente regulada para evitar cantidades excesivas o insuficientes del aminoácido.
Varios tipos diferentes de cáncer sobreexpresan moléculas que juegan un papel importante en la regulación de la cisteína. Esto sugiere que la reducción de los niveles de cisteína puede afectar negativamente el crecimiento del cáncer. De hecho, los estudios han demostrado que las células cancerosas pueden ser inducidas a sufrir muerte celular ya sea inhibiendo la absorción de cisteína o privando de cisteína a las células. Sin embargo, los procesos posteriores que son estimulados por la inanición de cisteína no están claros. Los investigadores de Moffitt realizaron una serie de investigaciones de laboratorio para saber qué moléculas se activan después de la privación de cisteína y cómo afecta esto a las células.
Los investigadores descubrieron que las células cancerosas pueden activar vías de señalización para protegerse contra la muerte celular debido a la privación de cisteína. . Cuando el equipo privó de cisteína a las células de carcinoma de pulmón de células no pequeñas, las células comenzaron a experimentar ferroptosis. Sin embargo, la inanición de cisteína también resultó en una acumulación inesperada de pequeñas moléculas llamadas péptidos de glutamil, que protegían a las células contra la ferroptosis. Los investigadores encontraron que los péptidos se sintetizaron a través de la actividad de la proteína GCLC. En condiciones normales, GCLC participa en el primer paso de la síntesis del antioxidante glutatión a partir de los aminoácidos cisteína y glutamato. Sin embargo, esta actividad recién descubierta de GCLC ocurrió en ausencia de cisteína y fue importante para limitar tanto la acumulación de glutamato como la producción de oxidantes.
Los investigadores analizaron más a fondo los mecanismos de señalización que controlan la síntesis de péptidos mediada por GCLC y descubrieron que GCLC era regulada por la proteína NRF2. Descubrieron que, en condiciones normales, NRF2 regulaba GCLC para producir glutatión, pero en condiciones de carencia de cisteína, NRF2 regulaba GGLC para producir péptidos de glutamil.
«Se sabe que NRF2 juega un papel importante en la protección contra la oxidación celular y a menudo está desregulado en el cáncer de pulmón», dijo la autora principal Gina DeNicola, Ph.D., miembro asistente del Departamento de Fisiología del Cáncer de Moffitt. «La capacidad de NRF2 para proteger contra la ferroptosis tiene implicaciones importantes para el cáncer, particularmente los cánceres de pulmón que comúnmente tienen activación de NRF2 a través de mutaciones en KEAP1 y NRF2».
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Privar de cisteína al cáncer de páncreas puede matar las células tumorales Más información: Yun Pyo Kang et al, Non-canonical Glutamate-Cysteine Ligase Activity Protects against Ferroptosis, Cell Metabolism (2020) ). DOI: 10.1016/j.cmet.2020.12.007 Información de la revista: Cell Metabolism
Proporcionado por H. Lee Moffitt Cancer Center & Research Institute Cita: Investigadores descubren bioquímica vía que protege a las células de la ferroptosis (2021, 14 de enero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-biochemical-pathway-cells-ferroptosis.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.