Un descubrimiento abre la puerta a "desbloquear" el tratamiento de las enfermedades infecciosas y el cáncer

Los investigadores han identificado un "mecanismo de guardia" para una proteína que ataca a los microbios en las células infectadas, lo que abre la posibilidad de nuevos tratamientos contra el Toxoplasma, la 'Chlamydia', la Tuberculosis e incluso el cáncer. Un estudio dirigido por la Universidad de Birmingham (Reino Unido) y publicado en la revista 'Science', ha descubierto el mecanismo de cerradura y llave que controla la proteína de ataque GPB1. La GPB1 se activa durante la inflamación y tiene el potencial de atacar las membranas del interior de las células y destruirlas.

La investigación ha revelado cómo se controla la proteína de ataque a través de un proceso llamado fosforilación, un proceso en el que un grupo fosfato se añade a una proteína por enzimas llamadas proteínas quinasas. La cinasa que ataca a la GBP1 se llama PIM1 y también puede activarse durante la inflamación. A su vez, la GBP1 fosforilada se une a una proteína andamio, que mantiene a las células no infectadas a salvo del ataque incontrolado de la GBP1 a la membrana y de la muerte celular.

El mecanismo recién descubierto impide que GPB1 ataque indiscriminadamente las membranas celulares, creando un mecanismo de guardia sensible a la interrupción por la acción de patógenos en el interior de las células. El nuevo descubrimiento fue realizado por Daniel Fisch, antiguo estudiante de doctorado del laboratorio de Frickel que trabajó en el estudio.

"Ha sido un proyecto fantástico en el que he trabajado durante los últimos seis años y en el que han participado muchos grupos de investigación de todo el mundo", asegura Fisch. "Nada de esto habría sido posible sin la ayuda de nuestros colegas y amigos del Instituto Francis Crick de Londres, el EMBL de Grenoble (Francia), el ETH de Zúrich (Suiza) y la Universidad de Osaka (Japón)".

La doctora Eva Frickel, Senior Wellcome Trust Fellow de la Universidad de Birmingham, que dirigió el estudio, explica que "este descubrimiento es significativo por varias razones”: “En primer lugar, se sabía que existían mecanismos de vigilancia como el que controla la GBP1 en la biología vegetal, pero no tanto en la de los mamíferos. Piense en ello como un sistema de cerradura y llave. GPB1 quiere salir y atacar las membranas celulares, pero PIM1 es la llave, lo que significa que GPB1 está encerrada a buen recaudo", añade en declaraciones recogidas por Europa Press.

"La segunda razón es que este descubrimiento podría tener múltiples aplicaciones terapéuticas. Ahora que sabemos cómo se controla GBP1, podemos explorar formas de activar y desactivar esta función a voluntad, utilizándola para matar patógenos", destaca. Frickel y su equipo realizaron esta investigación inicial con Toxoplasma gondii, un parásito unicelular frecuente en los gatos. Mientras que en Europa y los países occidentales es improbable que las infecciones por Toxoplasma causen enfermedades graves, en los países sudamericanos puede provocar infecciones oculares recurrentes y ceguera, y es especialmente peligroso para las mujeres embarazadas.

Los investigadores descubrieron que el Toxoplasma bloquea la señalización inflamatoria dentro de las células, impidiendo que se produzca PIM1, lo que significa que el sistema de "cerradura y llave" desaparece, liberando GBP1 para atacar al parásito. Al desactivar PIM1 con un inhibidor o manipulando el genoma celular, GPB1 atacaba al Toxoplasma y eliminaba las células infectadas. "Este mecanismo también podría funcionar con otros patógenos, como 'Chlamydia', 'Mycobacterium tuberculosis' y 'Staphylococcus', todos ellos importantes patógenos causantes de enfermedades que cada vez son más resistentes a los antibióticos", apunta la doctora Frickel.

"Controlando el mecanismo de defensa, podríamos utilizar la proteína de ataque para eliminar los patógenos del organismo --prosigue--. Ya hemos empezado a estudiar esta posibilidad para ver si somos capaces de reproducir lo que vimos en nuestros experimentos con Toxoplasma. También estamos increíblemente entusiasmados con cómo podría utilizarse para eliminar células cancerosas". PIM1 es una molécula clave en la supervivencia de las células cancerosas, mientras que GPB1 se activa por el efecto inflamatorio del cáncer. Los investigadores creen que bloqueando la interacción entre PIM1 y GPB1 podrían eliminar específicamente las células cancerosas.

"Las implicaciones para el tratamiento del cáncer son enormes --asegura Frickel--. Creemos que este mecanismo de guardia está activo en las células cancerosas, así que el siguiente paso es explorarlo y ver si podemos bloquear la guardia y eliminar selectivamente las células cancerosas". Frickel añade que existe un inhibidor en el mercado que utilizamos para interrumpir la interacción entre PIM1 y GPB1. "Así que, si esto funciona, se podría utilizar este fármaco para desbloquear GPB1 y atacar las células cancerosas --subraya--. Aún queda mucho camino por recorrer, pero el descubrimiento del mecanismo de guarda de PIM1 podría ser un primer paso enorme para encontrar nuevas formas de tratar el cáncer y los patógenos cada vez más resistentes a los antibióticos".