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La apoptosis o muerte celular programada es un regulador crítico del desarrollo, inmunidad y homeostasis de órganos y tejidos. Se trata de un proceso controlado desencadenado por señales extrínsecas (una hormona o falta de un factor de crecimiento) o intrínsecas (infección viral o daño oxidativo por radicales libres).
En la vía de activación intrínseca o mitocondrial, el proceso es activado en respuesta a daño al ADN, falta de factores de crecimiento u otros factores de stress celular. Normalmente, proteínas pro-apoptóticas son liberadas desde la mitocondria para activar enzimas proteasas llamadas caspasas, desencadenando una cadena proteolítica amplificada como se observa en la siguiente figura: 
La vía intrínseca depende del balance de actividad entre señales pro y anti-apoptóticas de proteínas de la familia Bcl-2, las cuales regulan la permeabilidad de la membrana mitocondrial y determinan qué tipo de señal será liberada en la célula.
La vía extrínseca inicia fuera de la célula a través de la activación de receptores pro-apoptóticos en la superficie celular. La unión de ligandos a estos receptores causa su agregación formando un complejo de señalización inductor de apoptosis. Una vez activado este complejo, la vía extrínseca adopta la misma cascada que la vía intrínseca.
Influenciar a las células para permitir o resistir la apoptosis es el objetivo de muchas drogas para el tratamiento de cáncer y enfermedades inmunológicas y neurodegenerativas. Por ejemplo, restaurar la habilidad de una célula para ir a un proceso apoptótico normal puede combatir la tumorogénesis, mediante el target de moléculas encargadas de inhibir la muerte celular, por ejemplo, una sobre-expresión de proteínas anti-apoptóticas de la familia Bcl-2 está asociado a un mal pronóstico en el cáncer. Por el contrario, una apoptosis incrementada es característica del Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida, Enfermedad de Alzheimer y Parkinson. Entender cómo regular la apoptosis puede ser el primer paso en la cura de estas enfermedades.
Para mayor información visite el siguiente link:
http://www.enzolifesciences.com
Referencias
http://www.biooncology.com/research-education/apoptosis/apoptosis
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26873/
Una reciente publicación de la Universidad de Cornell de Estados Unidos ha potenciado la esperanza en la lucha contra el cáncer. Dicha publicación describe un enfoque único de eliminar células cancerígenas circulantes en el torrente sanguíneo, esto mediante el uso de leucocitos que presentan proteínas de adhesión y necrosis tumoral. De esta manera el mecanismo de diseminación de los leucocitos es similar al de un proceso inflamatorio pero atacan células cancerígenas como si fuesen células NK “natural killer”.
El objetivo de este estudio no fue eliminar tumores como tal sino evitar la metástasis, es decir, la diseminación de células cancerígenas a través del torrente sanguíneo desde el tumor primario hacia órganos distantes. Más del 90% de las muertes relacionadas al cáncer son debidas a la metástasis. La cirugía y la radiación han probado ser efectivas para tratar tumores primarios que no han invadido la membrana basal. Sin embargo, la dificultad de detectar micrometástasis hace que la gran parte de los tratamientos para el cáncer no tengan éxito.
El uso de leucocitos para eliminar las células tumorales circulantes directamente dentro del torrente sanguíneo no había sido previamente explorado. Los investigadores utilizaron liposomas, éstos son vesículas esféricas con una membrana compuesta de una doble capa de fosfolípidos y son capaces de transportar moléculas en su interior o en su membrana. En este estudio dichos liposomas presentaban la proteína de necrosis tumoral TRAIL y E-selectina. TRAIL es una proteína que se une a ciertos receptores de membrana de células cancerígenas e induce su apoptosis. Las selectinas son proteínas presentes en las paredes de vasos sanguíneos, las cuales están involucradas en la interacción y adhesión con ligandos glicosilados de las membranas de muchos tipos de células tumorales. Los leucocitos también poseen ligandos para la E-selectina que son necesarios para procesos inflamatorios. De esta manera los investigadores crearon leucocitos que presentan, a través de liposomas, las proteínas TRAIL y ES como se observa en la Imagen 1.
Imagen 1. Ilustración del mecanismo de eliminación de células tumorales con el uso de leucocitos que presentan las proteínas TRAIL y ES a través de liposomas.
Los leucocitos con liposomas ES/TRAIL confirmaron ser altamente efectivos en pruebas in vitro para eliminar células cancerígenas en la sangre humana, así como en el torrente sanguíneo de ratones en pruebas in vivo. Lo que queda por averiguar es si estas moléculas también podrían prevenir la formación de tumores metastásicos. Futuros estudios se enfocarán en responder a esta interrogante.
AllScience LLC ofrece mediante Enzo Life Sciences muchos de los reactivos utilizados en este estudio, así como tinciones, anticuerpos, líneas y medios celulares, materiales para la preparación de liposomas y kits para evaluar la viabilidad de cultivos celulares. Puedes contactar a uno de los representantes a través de info@e-allscience.com.
1. Mitchell MJ, Wayne E, Rana K, Schaffer CB, King MR. (2014). TRAIL-coated leukocytes that kill cancer cells in the circulation. Proc Natl Acad Sci U.S.A.
Si quieres leer al artículo completo, lo encontrarás aquí.
Lic. Bernardo Kostich, AllScience.
En el mundo actual, una de las principales enfermedades que genera mayor índice de mortalidad en la población mundial es el cáncer, tanto en hombres como mujeres; razón por la cual los científicos se han preocupado en desarrollar técnicas que permitan estudiar diversos genes a nivel celular que puedan jugar un papel importante en la activación de células tumorales, para así tomar medidas preventivas ante esta fatal enfermedad.
Actualmente, existe el estudio de dos importantes genes: BRCA1 y BRCA2, los cuales son genes humanos que producen proteínas supresoras tumorales. Estas proteínas ayudan a reparar el ADN dañado, y por tanto, tienen un rol vital en mantener la estabilidad del material genético de las células, de acuerdo al Instituto Nacional de Cancerología de Estados Unidos. Cuando uno de los genes BRCA se encuentra ya mutado, otra mutación que remueva la única copia funcional que queda puede causar defectos en el reparo del ADN. Cuando ambas copias de un gen de reparo ya no funcionan, existe la posibilidad de que una célula acumule mutación que conlleve al desarrollo del tumor.
Estudios recientes han mostrado que el gen BRCA1 esta asociado al cáncer de mamas hereditario familiar en el 45% de los casos, y del cáncer de ovario en el 80%. BCRA2 se asocia a su vez con el cáncer de mamas en varones (alrededor de 1%), cáncer ovárico, prostático, pancreático y de colón. Una mutación dañina en alguno de estos 2 genes puede ser heredada de la madre o el padre de una persona. Cada hijo de un padre que lleve una mutación en uno de estos genes tiene una probabilidad del 50% de heredar la mutación, y por tanto la probabilidad de generar en el tiempo algun tipo de cáncer.
Un estudio a temprana edad de estos genes en nuestras células podría permitir la activación de programas de prevención eficacez que permitan monitorear, y en muchos casos mejorar estas alteraciones genéticas. Por ello, hoy día existen pruebas de laboratorio, utilizando para ello la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) y posterior secuenciación de una muestra de ADN, que nos permite conocer si uno de estos genes presenta alguna mutación hereditaria.
De ser positiva la prueba, existe la posibilidad de implementarle al paciente terapias quimiopreventivas, cirugías profilácticas para reducir el riesgo de cáncer, o simplemente monitoreos generales anuales que permitan conocer el estado del paciente y su evolución. Esto podría ayudar a disminuir la tasa de mortalidad a nivel mundial, y mejorar la calidad de vida de los seres humanos.
A nivel mundial, se han desarrollado estas pruebas de mutación genéticas que por lo general oscilan entre varios cientos a varios miles de dólares. Actualmente, diversas instituciones en los Estados Unidos han implementado la prueba a pacientes de bajos recursos con programas de financiamiento médico. En Venezuela se esta comenzando a implementar dicha técnica, como alternativa de prevención para diversos tipos de cáncer.
En AllScience te ofrecemos todos los reactivos y equipos de laboratorios para implementar esta prueba de Biología Molecular. No dejes de contactar a uno de los representantes a través de info@e-allscience.com.
Recuerda: “La mejor prueba es aquella que se llega a hacer, y la peor de todas es la que por un motivo u otro nunca se hace.”
Biol. Maryori Correia, AllScience
Las proteínas de shock térmico (HSP) son una familia de proteínas que se encuentran en todas las células, tanto procariotas como eucariotas. Son clasificadas según su peso molecular (hsp10, hsp40, hsp70, etc). Son altamente conservadas y están presentes en la célula en condiciones normales pero su expresión aumenta cuando la célula es sometida a altas temperaturas, variación del pH, falta de oxígeno, radiaciones, drogas e infecciones virales. Algunas HSPs, conocidas como chaperonas, ayudan en el pliegue/despliegue de proteínas, ensamblaje de complejos entre proteínas, transporte de proteínas en compartimentos sub-celulares, control del ciclo celular, señalización y protección de la célula frente al stress/apoptosis.
Las chaperonas protegen a la célula uniéndose a proteínas desnaturalizadas para prevenir su agregación. Esto sucede cuando por ejemplo calor excesivo es aplicado a las proteínas, causando la pérdida de conformación tridimensional de las cadenas de aminoácidos y exponiendo el interior de estas, adhiriéndose unas a otras y formando agregados, haciéndolas disfuncionales. Los defectos conformacionales en las proteínas son causa de muchas enfermedades, entre ellas Alzheimer y cáncer.
Las HSPs también han sido implicadas en procesos inmunológicos como la presentación de antígenos al sistema mayor de histocompatibilidad de clase I y II y estimulación de macrófagos y células dendríticas.
Enzo Life Sciences ofrece un gran catálogo de kits, anticuerpos, proteínas, inhibidores y muchos reactivos para estudiar esta interesante familia de proteínas.
Para mayor información visite el siguiente link:
http://www.enzolifesciences.com/browse/stress-heat-shock-proteins/
Referencias:
1: Li Z, Srivastava P. Heat-shock proteins. Curr Protoc Immunol. 2004. Feb;Appendix 1:Appendix 1T. doi: 10.1002/0471142735.ima01ts58. Review. PubMed .PMID: 18432918.
2: Coronato S, Di Girolamo W, Salas M y col. Biología de las Proteínas de Shock Térmico. MEDICINA (Buenos Aires) 1999; 59: 477-486