NUEVA YORK, 18 de diciembre – La investigación publicada en la edición de esta semana de Nature describe la estructura molecular de dos proteínas relacionadas con el cáncer de unión entre sí. Los científicos identificaron las propiedades bioquímicas y de señalización de estas moléculas mediante un proceso llamado cristalografía de rayos X. La técnica arrojó los primeros-nunca imágenes detalladas de las proteínas que interactúan entre sí, lo que indica que las zonas son más esenciales para el desarrollo de cáncer.
La caracterización de la estructura con el tiempo se puede utilizar para diseñar nuevos fármacos que interfieren con la función normal de estas proteínas y prevenir el crecimiento del cáncer. El trabajo es el resultado de una colaboración científica dirigido por el Centro de Cáncer Memorial Sloan-Kettering.
Las tirosina quinasas son enzimas claves responsables de la comunicación entre los receptores en la superficie de la célula y las vías dentro de la célula. Los investigadores determinaron la estructura de un receptor tirosina quinasa Ef unida a su correspondiente molécula de ligando ephrin llamada. Las interacciones entre los receptores Eph y sus efrinas específicos conducen a una gran variedad de procesos celulares, incluyendo aquellos que regulan la proliferación celular, la supervivencia, la adhesión, y el movimiento. Son especialmente importantes en la angiogénesis – el desarrollo de nuevos vasos sanguíneos esenciales para la progresión del cáncer.
Según los autores, el detalle estructural del complejo ofrece un marco para el desarrollo de fármacos potenciales que podrían bloquear la señalización Efe. “Dada la importancia de las quinasas y efrinas en la función cardiovascular, la regeneración del nervio, y el cáncer de receptor Eph, los resultados podrían ser el primer paso hacia el futuro desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas”, dijo Dimitar Nikolov, PhD, jefe de la Biología Estructural y Neurociencia Laboratorio en el Centro de Cáncer Memorial Sloan-Kettering, y autor principal del estudio.
El equipo de investigación clonado los genes y Ef ephrin ratón, expresa las proteínas correspondientes en las bacterias, y luego les purifica en cristales minúsculos que difractan al ser bombardeado con rayos X de alta energía. Los investigadores registraron los puntos de difracción sobre una cámara sofisticada y utilizan un ordenador potente para analizar la forma en que los átomos dispersos los rayos-X. Los datos resultantes se utilizaron para producir una imagen tridimensional de las proteínas.
La cristalografía de rayos X de las proteínas se llevó a cabo en el National Sincrotrón Fuente de luz (NSLS) en el Departamento de Laboratorio Nacional de Brookhaven y en la Universidad de Cornell High Energy Sincrotrón Fuente (CHESS). Las fuentes de luz generan rayos X de gran alcance, clave para la captura de las primeras imágenes detalladas de las proteínas.
“La muestra se hace girar continuamente para obtener una serie de patrones de difracción. El análisis matemático de estos patrones proporcionó detalles que ayudan a explicar el desarrollo del cáncer “, dijo Brookhaven crystallographer y coautor del estudio Kanagalaghatta Rajashankar.
La imagen muestra claramente un canal en un área de superficie específica del receptor. El canal tiene una alta afinidad hacia el ligando, que contiene un bucle que penetra profundamente en el canal causando cambios estructurales ligeras y el inicio de procesos que determinan el destino de las células, incluyendo la formación de vasos sanguíneos.
“Nuestros resultados se pueden usar para descubrir y desarrollar moléculas pequeñas que se asemejan al ligando natural, que compiten con el proceso de unión y en última instancia, que impiden el crecimiento del cáncer”, dijo Juha-Pekka Himanen, PhD, investigador asociado en el Memorial Sloan-Kettering y autor principal del el papel.