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Descubren la clave de la división celular, fundamental para el tratamiento de enfermedades como el cáncer

Investigadores españoles han conseguido construir el equivalente a una película que demuestra cómo las células inician la formación de microtúbulos

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Descubren la clave de la división celular, fundamental para el tratamiento de enfermedades como el cáncer
Infografía microtúbulos. Fuente: Marina Serna / CNIO

Por Aurora Molina

2 de febrero de 2024

Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG), el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IBMB-CSIC) han conseguido construir el equivalente a una película que demuestra cómo las células inician la formación de microtúbulos. Estos microtúbulos, explican desde el CNIO, son una serie de tubos diminutos que son clave para la división celular. “Actúan como autopistas para transportar componentes celulares entre zonas distintas de la célula”. Además, son los elementos estructurales que dan forma a la célula, por lo que entender su formación es clave para la biomedicina. 

El estudio, publicado en la revista Science, resuelve un problema con el que han lidiado científicos e investigadores desde hace años. De esta manera, sientan las bases de cara a futuros avances en el tratamiento de enfermedades como el cáncer o los trastornos del neurodesarrollo

En nuestro organismo las células se dividen de forma constante. Esto implica que, la información genética que contienen los cromosomas se duplica en cada división, por lo que cada célula hija recibe una copia del material genético. “Es un proceso sofisticado, un mecanismo de relojería que implica refinados y veloces cambios dentro de la célula”, explican. Para que estos cambios sean posibles, la célula cuenta con los microtúbulos (tubos diminutos clave en la división celular). “Los cromosomas, una vez tienen la información genética duplicada, se colocan en el centro de la célula y esta, de manera extraordinaria, genera rápidamente desde sus dos extremos grandes tubos que enganchan a los cromosomas y tiran de cada una de las copias hacia los dos polos de la célula. Solo entonces es posible encapsular una copia de todo nuestro material genético en cada célula hija”, señala Óscar Llorca, director del programa de Biología Estructural del CNIO y coautor principal del trabajo. 

Las estructuras resultantes “como largas sogas que alcanzan a los cromosomas para dividirlos”, explica Llorca, son los microtúbulos. “Por eso decimos que los microtúbulos tienen un papel clave en la división celular. Necesitamos comprender muy bien los mecanismos que disparan la formación de estos microtúbulos, en el sitio y momento adecuados”. 

Thomas Surrey, investigador del CRG y coautor principal del estudio, añade que “los microtúbulos son componentes críticos de las células. Aquí captamos cómo es su proceso de formación dentro de células humanas. Dado el papel fundamental de los microtúbulos en la biología celular, esto podría conducir en el futuro a nuevos enfoques terapéuticos para una amplia gama de trastornos”. 

Formación de microtúbulos 

Las imágenes en alta resolución que han obtenido los investigadores a partir de este descubrimiento permiten conocer cómo empieza la formación de los microtúbulos en las primeras fases de la división celular. Gracias al estudio, se sabe que “todo arranca cuando se cierra formando un anillo, una compleja estructura formada por varias proteínas llamada gTuRC (se pronuncia “gammaturc”)”, explica el CNIO. 

El trabajo del CRG y del CNIO permite conocer cómo gTuRC se cierra en un perfecto anillo que es capaz de lanzar la formación de microtúbulos. El cierre en cuestión se produce cuando la primera pieza molecular de un microtúbulo se engancha. “Ese es el truco que usa la célula para cerrar gTuRC”, señala Llorca. “En cuanto entra este primer ladrillo, una región de gTuRC es capaz de engancharlo y, a modo de un lazo, actúa como un herraje que tira del anillo hasta conseguir cerrarlo y lanzar el proceso”. 

Salud y futuro 

En palabras del investigador Óscar Llorca, este hallazgo “es relevante porque hemos abordado un mecanismo muy básico de la división celular que no sabíamos que ocurría en seres humanos”. Esto va a permitir que sea posible solucionar y corregir los errores en el funcionamiento de los microtúbulos que se asocian al cáncer, a trastornos neurológicos y a otras afecciones como problemas respiratorios o cardiopatías. “Algunos de los fármacos utilizados hoy para tratar el cáncer impiden la formación o la dinámica de los microtúbulos”, dice Llorca. “Sin embargo, estos fármacos afectan a los microtúbulos indiscriminadamente, tanto en células de cáncer como en sanas, dando lugar a efectos secundarios. Conocer en detalle cómo se forman los microtúbulos puede contribuir al desarrollo de tratamientos más dirigidos que afecten a la formación de microtúbulos y permitan avanzar en el tratamiento del cáncer y de otras enfermedades”.



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