Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público toxicidad en el cuerpo humano.
Para desarrollar nuevos tratamientos para el cáncer, los científicos se centran en encontrar la maquinaria que funciona mal dentro de las células cancerosas que se puede atacar utilizando productos farmacéuticos de moléculas pequeñas. Ahora, investigadores de la Universidad de Michigan han identificado uno de estos objetivos: un canal permeable a los iones de zinc y calcio dentro del lisosoma de una célula, el orgánulo responsable del reciclaje de los desechos celulares, la detección de nutrientes y el metabolismo celular.
Los investigadores descubrieron que este canal está regulado al alza, lo que significa que tanto la expresión de proteínas como la actividad del canal aumentaron sustancialmente en las células de melanoma metastásico en comparación con los melanocitos sanos. Descubrieron que dirigirse a esta proteína de canal con pequeños compuestos farmacéuticos desencadena la muerte rápida y selectiva de las células cancerosas, al mismo tiempo que evita por completo las células normales. Su investigación se publica en la revista Cell Reports.
«Muchas terapias tradicionales contra el cáncer se dirigen a una vía de muerte celular bien conocida llamada apoptosis para desencadenar la muerte de las células cancerosas. Sin embargo, muchas células cancerosas agresivas albergan numerosas mutaciones de genes que ayudarlos a escapar de estos tratamientos. Vimos una necesidad urgente de desarrollar nuevas estrategias terapéuticas que se dirijan a las vías de muerte celular no apoptóticas para erradicar las células cancerosas», dijo Wanlu Du, científico investigador asistente en el Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo de la UM.
En los cánceres metastásicos, los lisosomas se vuelven hipertróficos, lo que significa que contribuyen activamente a la progresión del tumor al aumentar su capacidad de proporcionar nutrientes a las células que se dividen rápidamente y secretar enzimas para digerir la matriz extracelular, el material que proporciona el andamiaje físico para que las células ayudar a la invasión de células cancerosas. Pero el diseño de terapias contra el cáncer dirigidas a los lisosomas también puede dañar las células y los tejidos normales al comprometer la capacidad de los lisosomas para proporcionar nutrientes a las células sanas.
En cambio, los investigadores de la UM se centraron en una maquinaria específica dentro de los lisosomas que son secuestrados por el cáncer: TRPML1. TRPML1 es un canal de proteína que transporta iones metálicos, incluidos hierro, zinc y calcio, a través de la membrana del lisosoma y hacia la célula.
Los investigadores examinaron los niveles de expresión de la proteína TRPML1 en tejidos normales de la piel, melanoma benigno y metastásico. Además, midieron la actividad del canal mediante la aplicación directa de parches en el lisosoma de la célula. Luego, los investigadores examinaron el efecto de las moléculas farmacológicas, llamadas agonistas y antagonistas de TRPML1, sobre la viabilidad de las células cancerosas.
El equipo de investigación, dirigido por Du y el investigador de la UM Haoxing Xu, descubrió que activar, en lugar de inhibir, este El canal de iones de zinc/calcio hizo que las células cancerosas murieran, pero no causó daño en las células sanas.
«Este es el primer ejemplo de una forma opuesta de pensar sobre el tratamiento del cáncer», dijo Xu, autor principal del artículo. y profesor de biología molecular, celular y del desarrollo. «El cáncer es causado por una mala adaptación, o regulación positiva, en muchas vías de señalización, lo que da como resultado un crecimiento celular excesivo y descontrolado. El enfoque tradicional contra el cáncer es sencillo: inhibir o disminuir la regulación positiva desadaptativa.
«Ahora demostramos que dar un impulso adicional a la señalización cancerosa ‘mala’ puede ‘matar’ selectivamente las células cancerosas».
Para determinar qué era responsable de la muerte celular al activar TRPML1, los investigadores examinaron el efecto de diferentes metales iones en la muerte celular. Descubrieron que la permeabilidad al zinc de TRPML1 jugó un papel fundamental en el proceso.
«Cuando probamos diferentes bloqueadores de iones para ver cuál podría prevenir la muerte celular, descubrimos que si bloqueamos liberación de zinc lisosomal, podríamos bloquear por completo este tipo de muerte celular», dijo Du. «Es por eso que creemos que la activación de este canal y la liberación de zinc lisosomal median este tipo de muerte celular».
El estudio de los investigadores arrojar luz sobre una nueva vía de muerte celular llaman «lisozincrosis» a una combinación de lisosoma, zinc y necrosis. Esta vía está mediada por la activación de TRPML1, la liberación de iones de zinc en los lisosomas y la disfunción de las mitocondrias.
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Una nueva vía para un fármaco antienvejecimiento Más información: Wanlu Du, La liberación lisosomal de Zn2+ desencadena una muerte celular rápida, no apoptótica y mediada por mitocondrias en el melanoma metastásico. Informes de celdas (2021). DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109848. www.cell.com/cell-reports/full … 2211-1247(21)01312-7 Información de la revista: Cell Reports
Proporcionado por la Universidad de Michigan Cita: Para eliminar selectivamente las células cancerosas, diríjase a un canal de proteína en el lisosoma de la célula, sugiere un estudio (20 de octubre de 2021) consultado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-cancer-cells-protein-channel-cell.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.