Un estudio reciente del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha revelado que las membranas celulares, tradicionalmente consideradas como simples estructuras de soporte, desempeñan un papel crucial en la forma en que las células responden a señales externas. Este descubrimiento sugiere que las membranas no solo protegen a las células, sino que también influyen en el comportamiento de los receptores de proteínas incrustados en ellas.
Los investigadores del MIT han encontrado evidencia de que modificar la composición de la membrana celular puede alterar la función de un receptor específico, conocido como receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), que está asociado con la proliferación celular. En particular, se ha observado que una concentración elevada de lípidos cargados negativamente en la membrana puede llevar al EGFR a un estado hiperactivo. Este hallazgo podría explicar por qué algunas células cancerosas, que presentan altos niveles de estos lípidos, entran en un estado altamente proliferativo y se dividen sin control.
Nuevas perspectivas sobre el tratamiento del cáncer
Gabriela Schlau-Cohen, profesora de química en el MIT y autora principal del estudio, señala: “La creencia generalizada sobre lo que hace una membrana es que simplemente actúa como un andamiaje. Sin embargo, hay cada vez más observaciones que sugieren que estos lípidos pueden estar jugando un papel importante en la función del receptor”. Las implicaciones de estos hallazgos podrían abrir nuevas vías para el tratamiento de tumores al neutralizar la carga negativa y reducir así la señalización del EGFR.
El artículo fue liderado por Shwetha Srinivasan, quien obtuvo su doctorado en 2022. El estudio se publicó en la revista eLife, y entre los coautores se encuentran exinvestigadores postdoctorales del MIT como Xingcheng Lin y Raju Regmi, así como Xuyan Chen y Bin Zhang, profesor asociado de química en el mismo instituto.
Dinamismo del receptor EGF
El receptor EGF se encuentra en las células que recubren superficies corporales y órganos y es fundamental para controlar el crecimiento celular. En ciertos tipos de cáncer, como el cáncer de pulmón y glioblastoma, este receptor se sobreexpresa, lo que puede resultar en un crecimiento descontrolado. Hasta hace poco, estudiar cómo se transmiten las señales a través del receptor completo había sido complicado debido a las dificultades para crear membranas con proteínas atravesando toda su estructura.
Para abordar esta problemática, el laboratorio de Schlau-Cohen utiliza nanodiscs, un tipo especial de membrana autoensamblante que imita la membrana celular. Estos discos permiten incrustar receptores dentro de ellos para estudiar su función completa. Mediante una técnica llamada FRET (transferencia de energía por resonancia fluorescente) a nivel molecular único, los investigadores pueden observar cómo cambia la forma del receptor bajo diferentes condiciones.
Efectos de los lípidos cargados negativamente
En este nuevo estudio, los científicos investigaron cómo la alteración en la composición lipídica afecta al funcionamiento del EGFR. Normalmente, alrededor del 15% de la membrana celular está compuesta por lípidos cargados negativamente. Sin embargo, cuando esta proporción aumenta hasta el 60%, el receptor EGFR queda atrapado en un estado activo permanente. Esto significa que la vía de señalización pro-crecimiento permanece activa incluso sin la unión del EGF al receptor.
Schlau-Cohen explica: “Si la membrana tiene altos niveles de lípidos cargados negativamente, siempre estará en esa conformación abierta. No importa si el ligando está unido o no; siempre está indicando a la célula que crezca”. Además, los investigadores exploraron el papel del colesterol en esta dinámica; descubrieron que aumentar los niveles de colesterol hacía las membranas más rígidas y esto suprimía la señalización del EGFR.
Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud y el Departamento de Química del MIT.
Preguntas sobre la noticia
¿Cuál es el nuevo rol que se ha descubierto para las membranas celulares según el estudio del MIT?
El estudio revela que, además de proporcionar soporte estructural, las membranas celulares influyen en cómo las células responden a señales y pueden contribuir al crecimiento de células cancerosas.
¿Qué efecto tiene la concentración de lípidos cargados negativamente en los receptores de membrana como el EGFR?
Se encontró que una mayor concentración de lípidos cargados negativamente puede bloquear el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR) en un estado sobreactivo, lo que puede explicar por qué algunas células cancerosas crecen de manera descontrolada.
¿Cómo podrían estos hallazgos influir en el tratamiento del cáncer?
Los hallazgos abren la posibilidad de descubrir nuevas formas de tratar tumores mediante la neutralización de la carga negativa en las membranas celulares, lo que podría reducir la señalización del EGFR.
¿Qué método utilizaron los investigadores para estudiar la función del receptor EGFR?
Los investigadores utilizaron nanodiscs, un tipo especial de membrana autoensamblante, junto con una técnica llamada FRET de molécula única para estudiar cómo cambia la forma del receptor bajo diferentes condiciones.
¿Qué relación hay entre los niveles elevados de colesterol y la señalización del EGFR?
Cuando se crearon nanodiscs con niveles elevados de colesterol, se observó que las membranas se volvían más rígidas, lo que suprimía la señalización del EGFR.
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