Un estudio internacional liderado por CIC bioGUNE revela el mecanismo mediante el cual los metabolitos guían las decisiones celulares
Un estudio internacional liderado por CIC bioGUNE revela el mecanismo mediante el cual los metabolitos guían las decisiones celulares
El trabajo, publicado en Nature, desvela que las poliaminas se unen a dominios específicos de las proteínas y actúan como un escudo metabólico frente a modificaciones en su estructura.
Este mecanismo se ilustra mediante la regulación del espliceosoma, un complejo proteico que determina la forma madura y la composición de los ARN, y que conecta el metabolismo con procesos fundamentales para el control de la identidad y la función celular.
Las poliaminas son pequeñas moléculas presentes de forma natural en todas las células y son cruciales para guiar las decisiones celulares, mientras que una alteración en la abundancia de estos metabolitos se observa de manera invariable en escenarios patológicos como el cáncer o el envejecimiento. A pesar de décadas de investigación, nuestro conocimiento acerca de los mecanismos mediante los cuales las poliaminas controlan las decisiones celulares es escaso.
Un estudio colaborativo publicado recientemente en la prestigiosa revista Nature y liderado por un equipo científico de CIC bioGUNE, informa del descubrimiento de un mecanismo que reformula nuestra comprensión de las acciones de las poliaminas en la salud y la enfermedad. Utilizando un enfoque integrado que combina simulaciones moleculares, análisis bioquímicos y estructurales, proteómica y ensayos celulares, el grupo de investigación identificó que estos metabolitos alteran el perfil fosfoproteómico de celular tumorales, con importantes repercusiones para la función protéica. El estudio se centra en proteínas que participan en el control del del procesamiento de RNAs (splicing alternativo), lo que conlleva una remodelación del repertorio de ARN y proteínas en nuestras células. El equipo de investigación logró identificar el modo por el cual las poliaminas reconocen secuencias específicas en proteínas y demostrar que este proceso puede ser interrumpido o potenciado mediante estrategias genéticas o farmacológicas. Con cientos de proteínas que presentan motivos potenciales de unión a poliaminas, este estudio abre la puerta a una nueva percepción de las respuestas celulares reguladas por poliaminas.
Las poliaminas se producen en exceso en el cáncer, y su pérdida se asocia al proceso de envejecimiento. A su vez, la inhibición del metabolismo de las poliaminas mediante enfoques farmacológicos ha sido evaluada en distintos tipos de cáncer y actualmente se emplea como estrategia terapéutica en el neuroblastoma. Por otro lado, la suplementación dietética con poliaminas se plantea como una estrategia innovadora para contrarrestar el envejecimiento. Los hallazgos de Zabala, Pujana y colaboradores podrían contribuir a dilucidar los efectores de las poliaminas en estos procesos, ayudando así al diseño de intervenciones dietéticas y farmacológicas de nueva generación.
El trabajo fue liderado por el Dr. Arkaitz Carracedo, profesor de investigación Ikerbasque, jefe del Laboratorio de Señalización y Metabolismo de la Célula Cancerosa en CIC bioGUNE (miembro de BRTA) y líder de grupo en CIBERONC, con la Dra. Amaia Zabala-Letona y Dr. Mikel Pujana-Vaquerizo como co-primeros autores.
Se trata de una colaboración internacional en la que participaron más de 25 instituciones, entre ellas CIC bioGUNE, CIBERONC y CIBERehd, Ikerbasque, el Centro de Regulación Genómica (CRG), el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), el Memorial Sloan Kettering Cancer Center (EE. UU.), el Children’s Hospital of Philadelphia y la Universidad de Pensilvania (EE. UU.), la Universidad de Zúrich y el Hospital Infantil Universitario de Zúrich (Suiza), el Vall d’Hebron Instituto de Oncología (VHIO), Vall d'Hebron Institut de Investigación (VHIR), IIS Biobizkaia, la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y la Universitat Pompeu Fabra (UPF).
La investigación fue financiada a través de convocatorias competitivas de programas de investigación españoles y europeos, incluyendo agencias nacionales, redes biomédicas CIBER, la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), organismos financiadores regionales y apoyo institucional de los centros participantes, así como financiación internacional adicional para investigación oncológica y biomédica básica.
Referencia: Amaia Zabala-Letona, Mikel Pujana-Vaquerizo, Belen Martinez-Laosa, Maria Ponce-Rodriguez, Saioa Garcia-Longarte, Isabel Mendizabal, Ana Gimeno, Malgorzata Rogalska, Joycelyn Tan, Diana Cabrera, Sebastiaan van Liempd, Pilar Ximenez-Embun, Sergio Espinosa, Maider Fagoaga-Eugui, Francesca Peccati, Maciej Zakrzewski, Ianire Astobiza, Mikel Arana-Castañares, Sarah Cherkaoui, Maria Sendino, Inés Martín-Barros, Amaia Ercilla, Laura Bozal-Basterra, Onintza Carlevaris, Amaia Arruabarrena-Aristorena, Encarnación Pérez-Andrés, Telmo Santamaría-Zamorano, Juan A. Ferrer-Bonsoms, Fernando Carazo, Maciej Cieśla, Cesar Lobato, Joan Seoane, Natalia Martín-Martín, Rosa Barrio, James D. Sutherland, Ana M Aransay, Juan Manuel Falcón-Pérez, Barbara Martínez-Pastor, Angel Rubio, Francisco J Blanco, Michael D. Hogarty, Raphael J. Morscher, Edurne Berra, Remigiusz A. Serwa, Jesús Jiménez-Barbero, Gonzalo Jiménez-Osés, Alejo Efeyan, Lydia Finley, Jose M Lizcano, Javier Muñoz, Juan Valcarcel & Arkaitz Carracedo. Polyamine-dependent metabolic shielding regulates alternative splicing. Nature. DOI: 10.1038/s41586-025-09965-1.
Sobre CIC bioGUNE
El Centro de Investigación bioGUNE, miembro del Basque Research & Technology Alliance (BRTA), con sede en el Parque Científico Tecnológico de Bizkaia, es una organización de investigación biomédica que desarrolla investigación de vanguardia en la interfaz entre la biología estructural, molecular y celular, con especial atención en el estudio de las bases moleculares de la enfermedad, para ser utilizada en el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico y terapias avanzadas.
Sobre Ikerbasque
Ikerbasque –Fundación Vasca para la Ciencia– es el resultado de una iniciativa del Departamento de Educación del Gobierno Vasco cuyo objetivo es reforzar el compromiso con la investigación científica mediante la atracción, recuperación y consolidación de investigadores e investigadoras de excelencia de todo el mundo. En la actualidad, es una organización consolidada que cuenta con 290 investigadores e investigadoras, que desarrollan su labor en todos los ámbitos del conocimiento.
Sobre BRTA
BRTA es una alianza formada por 4 centros de investigación colaborativa (CIC bioGUNE, CIC nanoGUNE, CIC biomaGUNE y CIC energiGUNE) y 13 centros tecnológicos (Azterlan, Azti, Ceit, Cidetec, Gaiker, Ideko, Ikerlan, Leartiker, Lortek, Neiker, Tecnalia, Tekniker y Vicomtech) que tienen el objetivo de desarrollar soluciones tecnológicas avanzadas para el tejido empresarial vasco.
Con el apoyo del Gobierno Vasco, el Grupo SPRI y las Diputaciones forales de los tres territorios, la alianza busca impulsar la colaboración entre los centros que la integran, reforzar las condiciones para generar y transmitir conocimiento a las empresas con la intención de contribuir a su competitividad y proyectar la capacidad científico-tecnológica vasca en el exterior.
BRTA cuenta con una plantilla de 3.500 profesionales, ejecuta el 22% de la inversión en I+D de Euskadi, registra una facturación anual superior a los 300 millones de euros y genera 100 patentes europeas e internacionales al año.