image: Studies by experts from the Faculty of Medicine and Health Sciences of the UB and IDIBELL under direction of Professor José Luis Rosa confirm the decisive role of HERC proteins -ubiquitin ligase- in the suppressor molecular mechanisms of carcinogenesis and tumor progression.. view more
Credit: UNIVERSITY OF BARCELONA
La proteína RAF podría ser una diana terapéutica contra el crecimiento tumoral en las vías reguladas por la proteína p38, según un nuevo trabajo publicado en la revista Scientific Reports por un equipo de expertos de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud de la Universidad de Barcelona y del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL).
El estudio analiza los mecanismos que regulan algunas vías de señalización molecular relacionadas con la carcinogénesis y la progresión tumoral y abre nuevas perspectivas a la lucha contra los cánceres humanos.
En el nuevo trabajo, que está dirigido por el catedrático José Luis Rosa, también participan los investigadores Leonardo Pedrazza, Taiane Schneider, Ramon Bartrons y Francesc Ventura, del Departamento de Ciencias Fisiológicas de la UB y del IDIBELL.
¿Cómo regula la ligasa HERC1 la activación de las quinasas ERK y p38?
La proteína p38, que pertenece a la familia de las quinasas activadas por mitógenos (quinasas MAP o MAPK), es un factor con un papel destacado en la respuesta a señales de estrés celular y en el control de la proliferación y el progreso de células tumorales.
En conjunto, las proteínas MAPK y las quinasas que las regulan MAPKK y MAPKKK participan en cascadas de señalización intracelular como la vía RAF/MEK/ERK, que controla procesos celulares esenciales (crecimiento, proliferación, diferenciación, supervivencia y migración celular). Las disfunciones en la regulación de estas vías de señalización molecular pueden alterar el ciclo fisiológico de la célula y originar así el crecimiento y la proliferación tumoral.
El estudio publicado en la revista Scientific Reports describe por primera vez cómo la enzima HERC1 una ligasa de ubiquitina es capaz de regular el proceso de migración celular mediante la vía de señalización MKK3/p38 regulada por el factor C-RAF.
El nuevo trabajo amplía el conocimiento sobre el papel supresor de tumores de las proteínas HERC (ligasas de ubiquitina), unas enzimas que regulan la función de algunas proteínas implicadas en procesos como el crecimiento y la proliferación celular mediante su marcaje molecular con moléculas de ubiquitina (ubiquitinación). En concreto, el nuevo trabajo revela que la ligasa HERC1 es capaz de regular la activación de las quinasas ERK y p38 mediante la unión de moléculas de ubiquitina al factor C-RAF.
Tal y como apuntan los autores, el descubrimiento de una inesperada comunicación cruzada entre las proteínas RAF y la vía MKK3/p38 abre nuevas perspectivas respecto a futuras dianas terapéuticas en la lucha contra los cánceres humanos.
Cabe recordar que el grupo investigador posee una trayectoria destacada en el estudio de las proteínas HERC y su relación con diversas patologías (cáncer, ataxia, etc.). En trabajos previos, el equipo ha contribuido a la caracterización funcional de dos ligasas de ubiquitina HERC1 y HERC2 (Frontiers in Oncology, 2019) y a la descripción del papel de la ligasa HERC1 en la regulación de la proliferación celular mediante la activación de la vía de señalización ERK por un mecanismo que afecta a la ubiquitinación y degradación de C-RAF (Oncotarget, 2018).
La ligasa HERC2 y la regulación de la proteína p53, supresora de tumores
En otro estudio, publicado en la revista Molecular Oncology, los expertos de la UB y del IBIBELL también han constatado que la proteína Mdm2 el principal regulador de la proteína p53, supresora de tumores forma parte del complejo ternario conocido como p53-HERC2-NEURL4. Son autores de esta investigación los expertos Jesús García Cano, Susana Sánchez Tena, Joan Sala Gaston, Agnès Figueras, Francesc Viñals, Ramon Bartrons y Francesc Ventura, bajo la dirección del catedrático José Luis Rosa.
En los procesos tumorales, las células cancerígenas no responden a las señales moleculares que pueden inhibir su crecimiento proliferativo. La proteína p53, que está codificada por el gen TP53, es un factor de transcripción que regula la expresión de genes relacionados con la reparación del ADN, la estabilidad genómica, la parada del ciclo celular, la senescencia y la apoptosis (muerte celular).
En más del 50 % de los cánceres humanos, el gen TP53 está mutado y origina una proteína p53 no funcional que induce la proliferación y el crecimiento de células tumorales. La forma activa de p53 está constituida por un tetrámero de cuatro subunidades idénticas, y los niveles de la proteína están estrictamente regulados por la ligasa de ubiquitina Mdm2. En un bucle de retroalimentación negativa, la expresión génica de Mdm2 está a su vez regulada transcripcionalmente por p53.
Según el nuevo trabajo, la enzima Mdm2 también forma parte del complejo p53-HERC2-NEURL4, por lo que una disminución de los niveles de HERC2 reduce a su vez la expresión del ARN mensajero de Mdm2 y, por tanto, de su transcripción. Cuando el ADN es alterado por efecto del agente quimioterapéutico bleomicina, la proteína Mdm2 se disocia del complejo p53-HERC2-NEURL4 y aumenta la fosforilación y la acetilación de la proteína p53 ligada a HERC2 y NEURL4.
El trabajo también constata que el promotor de Mdm2 que contiene elementos de respuesta a p53 compite con HERC2 por la unión de p53, una característica que podría explicar el papel de HERC2 en la regulación del bucle p53-Mdm2 y, por tanto, su función en los mecanismos moleculares de supresión de tumores.
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Journal
Scientific Reports