Lo que hace que el cuerpo de una persona o cualquier otro organismo funcione se puede resumir en su mayor parte en una palabra: proteínas.
Estas grandes moléculas llevan a cabo casi todos los procesos en los organismos vivos, incluido el movimiento de otras moléculas de un lugar a otro, la replicación del ADN, la transmisión de información genética de los genes a las células, el control de la respuesta inmunitaria, la conducción del metabolismo y la construcción de músculo. Sin embargo, no todas las moléculas de proteína son iguales y algunas se entienden mejor que otras.
Ahora, un equipo de científicos dirigido por un biólogo de la Universidad Johns Hopkins ha descifrado una parte clave del misterio que rodea a las proteínas que surgieron como un tipo distinto hace menos de 30 años. El hallazgo publicado en la revista en línea eLife eventualmente podría conducir a tratamientos para enfermedades que van desde el cáncer hasta trastornos neurológicos.
Vincent Hilser, profesor y presidente del Departamento de Biología de Johns Hopkins, dijo que no es posible decir cuándo esta nueva investigación se traducirá en tratamientos mejorados, «pero lo que está claro es que comprender cómo funcionan estas cosas es un paso fundamental para lograrlo».
Estas llamadas «proteínas intrínsecamente desordenadas» no se parecen al tipo más familiar, pero constituyen alrededor del 40 por ciento de todas las proteínas. Quizás lo más importante es que constituyen la mayoría de las proteínas involucradas en el proceso llamado «transcripción». Así es como las instrucciones del código genético se transmiten a las células y, en última instancia, a los tejidos corporales.
No está claro exactamente cómo los errores en la transcripción afectan la salud humana, pero se sabe que estos errores están involucrados en la mayoría de los cánceres, dijo Hilser.
«Probablemente será el caso de que para comprender muchos, si no la mayoría, los cánceres, tendrá que comprender el desorden», dijo, refiriéndose a las proteínas desordenadas.
Hasta principios de la década de 1990, los científicos solo conocían las proteínas «estructuradas», que existen como formas únicas que responden cuando una molécula reguladora se une a ellas, cambiando su forma y controlando su función. Estas moléculas de proteína se han comparado con creaciones de origami dobladas en una forma particular.
Todo lo que aparecía en los experimentos que no se ajustaba a ese perfil a menudo se descartaba como un problema con el experimento o una forma anómala que no era biológicamente significativa.
Desde entonces, estos valores atípicos han sido reconocidos como una forma legítima de proteína, aunque se les ha dado un nombre un tanto despectivo. No se doblan, no asumen ninguna forma única que no sea hilos de «espagueti», como dice Hilser. De ahí el «desorden» en el nombre, a diferencia de las proteínas «estructuradas», y parte del misterio.
Si la estructura es la marca de la molécula reguladora que hace su trabajo, determinando la actividad y función de la proteína, entonces, ¿qué hacer con las proteínas que no hacen eso? ¿Qué controla las actividades de estos hilos sin forma?
Los científicos, nueve de Johns Hopkins y uno de la Universidad de Houston, se dispusieron a responder la pregunta. Eligieron para su estudio una proteína desordenada extraída de células humanas llamada receptor de glucocorticoides, que regula genes que controlan, entre otras funciones, el metabolismo y la respuesta del sistema inmunitario.
Al manipular segmentos de la proteína en el laboratorio, pudieron mostrar cómo una porción actúa sobre otra, y que la proteína desordenada crea versiones de sí misma para actuar casi en lugar de las moléculas reguladoras que gobiernan su actividad. La proteína desordenada usa una dinámica de activación-represión entre secciones dentro de la cadena desordenada para regular sus propias actividades y las de otras proteínas.
«Nuestro trabajo descubrió el lenguaje de cómo se comunican estas piezas de espagueti», dijo Hilser. «Demostramos que esas piezas de espagueti interactúan entre sí como imanes que atraen y repelen, creando una especie de ‘tira y afloja’, y que el cuerpo puede producir diferentes versiones de la proteína para sintonizar qué parte gana el tira y afloja de guerra.»
Aún queda por explicar, dijo, cómo ocurren las interacciones entre estas proteínas y las subsecciones y cómo todo esto se puede usar en última instancia para tratar los trastornos que surgen cuando las cosas van mal con estas moléculas centrales para casi todas las funciones de la vida.
