Una triple barrera protege las células de convertirse en cancerosas

Un equipo de expertos ha descrito por primera vez un triple mecanismo que detiene la mitosis cuando la integridad de los cromosomas está amenazada. La activación de cualquiera de las tres vías de control detiene el proceso que podría dar lugar a una transformación maligna. La investigación se ha publicado enPlos Genetics.

UAB | 18 septiembre 2015 10:07

Detalle del interior de la célula durante el proceso de división celular. / PLOS Genetics

Investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) han identificado por primera vez el triple mecanismo que detiene la separación de los cromosomas en respuesta a situaciones que comprometen la integridad de la información genética. La pérdida de esta capacidad de respuesta es característica de las células cancerosas.

La proliferación celular requiere la copia (replicación) de los cromosomas y su distribución (segregación) en las dos futuras células hijas. Las células experimentan continuamente alteraciones (lesiones) espontáneas en el ADN que conforma los cromosomas, debido por ejemplo a su entorno acuoso (reactivo). En respuesta a la presencia de lesiones en el ADN, las células detienen el ciclo de división celular para dar tiempo a la reparación de las lesiones e impedir la transmisión de cromosomas dañados y replicados de forma incompleta. La pérdida de esta capacidad da lugar a la aparición de inestabilidad cromosómica, motor de la transformación cancerosa.

Estudios previos de otros laboratorios habían identificado que las células del organismo modelo Schizosaccharomyces pombe, una levadura empleada en el laboratorio para investigar el comportamiento celular, detienen la progresión del ciclo de división celular a través de un proceso que se había asumido como universal (en términos científicos, la fosforilación en un residuo tirosina conservado en la quinasa dependiente de ciclina Cdk1, el motor del ciclo celular).

En presencia de lesiones en el ADN, las células detienen el ciclo de división celular para dar tiempo a la reparación de las lesiones

El equipo dirigido por David G. Quintana, investigador del departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la UAB, ha demostrado que este control no es indispensable en otros organismos y que el modelo hasta ahora imperante era excesivamente simple. Las células a las que habían eliminado el gen responsable de este control, llamado Wee1 / Swe1, eran plenamente capaces de detener el ciclo celular en respuesta a daño en el ADN, lo que sugería la existencia de controles adicionales.

Mecanismo de vigilancia

El trabajo, publicado en Plos Genetics, identifica tres vías de control que confluyen en esta respuesta, mediadas por los genes Wee1, Pds1/securina y Rad53/Chk2. Cada una de ellas por sí sola es suficiente para impedir la segregación de los cromosomas y, por tanto, el proceso de división celular. Es necesaria la eliminación simultánea de estas tres vías de control a fin de que pueda tener lugar la segregación de cromosomas dañados y replicados de manera incompleta.

Significativamente, el gen Rad53/Chk2 forma parte del llamado mecanismo de vigilancia (en inglés llamadocheckpoint) de la fase S, que detecta y responde a las situaciones que comprometen el proceso de replicación de los cromosomas. Chk2 es oncogénico en humanos y el checkpoint de la fase S es considerado una barrera anticáncer temprana en el proceso de transformación maligna.

Los autores proponen que los tres niveles de control, y no solo el mediado por el gen Wee1, probablemente estén presentes también en las células humanas. Esto explicaría la paradoja de que Wee1 no sea oncogénico en humanos: las células disponen de dos barreras más para evitar esta pérdida de control.

Referencia bibliográfica:

Palou G, Palou R, Zeng F, Vashisht AA, Wohlschlegel JA, Quintana DG (2015) Three Different Pathways Prevent Chromosome Segregation in the Presence of DNA Damage or Replication Stress in Budding Yeast.PLoS Genet 11(9): e1005468. doi:10.1371/journal.pgen.1005468. http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371%2Fjournal.pgen.1005468