Una nueva investigación, que aparece en la revista Nature Communications , revela un nuevo mecanismo que está en juego en la función celular. Los cambios caóticos de las concentraciones de proteínas ayudan a mantener nuestro sistema inmunológico alerta y funcional, previniendo enfermedades crónicas, como el cáncer y la diabetes.
La investigación moderna ha desenterrado muchos de los mecanismos defectuosos que están en juego en el cáncer , pero a la ciencia le queda mucho por descubrir.
A nivel celular, algunos de estos mecanismos giran en torno a lo que los expertos médicos llaman vías de señalización . Las vías de señalización celular regulan el crecimiento, la supervivencia y la proliferación de las células.
En el cáncer, algunas proteínas de señalización son hiperactivas, lo que lleva al crecimiento y la proliferación de células tumorales , mientras que otras, que normalmente actúan como supresores de tumores, no funcionan correctamente.
Comprender la dinámica que está en juego dentro de las células es, por lo tanto, clave para prevenir y superar el cáncer y muchas otras enfermedades crónicas.
Es posible que una nueva investigación haya abierto nuevos caminos a este respecto, ya que tres científicos han descubierto un nuevo mecanismo de regulación celular: el caos.
El investigador doctoral Mathias Heltberg y el profesor Mogens Høgh Jensen, ambos del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague en Dinamarca, junto con Sandeep Krishna del Centro Nacional de Ciencias Biológicas en Bangalore, India, se propusieron investigar cómo una proteína particular estimula el gen actividad.
Los científicos encontraron que la dinámica caótica es la respuesta. La proteína que estudiaron es el factor nuclear-κB (NF-kB).
NF-kB es clave para mantener el sistema inmunológico del cuerpo alerta y funcional. Por lo tanto, los hallazgos pueden ayudar a evitar más que el cáncer: la diabetes y la enfermedad de Alzheimertambién podrían ser objetivos si los investigadores comprenden mejor cómo funcionan las defensas naturales del cuerpo.
El caos es esencial para la respuesta inmune.
NF-kB es un factor de transcripción que es crítico para las “funciones inmunes innatas y adaptativas” y también media respuestas inflamatorias. Como resultado, sus niveles en el cuerpo fluctúan con el tiempo, afectando la función de los genes y las células.
Estudios recientes han demostrado que la señalización de NF-kB también desempeña un papel crucial en el cáncer, ya que proporciona el vínculo entre el desarrollo del cáncer y la inflamación .
En el estudio actual, el profesor Jensen y sus colegas utilizaron cálculos matemáticos y experimentos de laboratorio para mostrar que los altibajos caóticos en las concentraciones de NF-kB activan genes que de otra manera permanecerían en silencio.
El estudio demostró que la proteína NF-kB debe estar en un estado caótico para activar los genes correctos que permitan una respuesta inmune óptima.
Hasta ahora, los investigadores creían que todos los organismos vivos evitaban la dinámica caótica. Pero el nuevo estudio desafía esta creencia, ya que los investigadores muestran que los cambios caóticos en las concentraciones de proteínas son críticos para activar genes clave.
“El caos es una dinámica matemáticamente bien definida, que, por ejemplo, se ha utilizado anteriormente para explicar los grandes cambios en los sistemas meteorológicos”, explica el profesor Jensen.
“Con la enorme complejidad que caracteriza a los seres vivos de orden superior, es evidente que las dinámicas caóticas ocurrirán en diferentes tipos de sistemas. Pero la forma en que el caos juega un papel decisivo en las células vivas es completamente nueva”, agrega el investigador.
Implicaciones para la diabetes, el cáncer, el Alzheimer.
Los investigadores también señalan las implicaciones terapéuticas de los hallazgos. Los nuevos medicamentos, dice Heltberg, coautor del estudio, podrían “garantizar la función adecuada de las proteínas”.
“Las terapias también podrían involucrar la extracción y prueba de células de un cuerpo para evaluar si las células están en la condición correcta para tener los cambios correctos”, continúa Heltberg.
“Si no lo son, es posible predecir y descubrir enfermedades antes de que ocurran”.
El profesor Jensen está de acuerdo:
Los resultados pueden tener un impacto tremendo en nuestra comprensión de cómo funciona el sistema inmunológico y cómo se podría evitar la incidencia de algunas de las enfermedades más graves, como la diabetes, el cáncer y el Alzheimer”.
-Prof. Mogens Høgh Jensen
