La forma en que cada célula produce proteínas influye en el tratamiento de distintas enfermedades

Cada una de las células de nuestro cuerpo es una fábrica en miniatura, que crea un producto final, las proteínas, que llevan a cabo varias tareas y funciones esenciales para nuestra supervivencia. En estas fábricas del cuerpo, los genes controlan las series de pasos secuenciales necesarias para crear las proteínas, al igual que una cadena de ensamblaje. Este proceso es conocido como “expresión genética”.

Incluso cuando dos células son genéticamente idénticas y están en el mismo ambiente, la cantidad de cada proteína que expresan puede ser muy diferente. Esta variabilidad -o ruido– se ha mostrado como algo importante en las infecciones víricas, la resistencia a antibióticos y medicamentos varios y en las células cancerosas.

Un grupo de científicos liderados por el doctor en Medicina Leor S. Weinberger, director del Center for Cell Circuitry en Gladstone Institutes, está estudiando los factores que influencian el ruido dentro de una célula. “Tratamos de determinar si las diferencias en un paso de esta cadena de montaje influye en la cantidad final de proteínas que se producen”, comenta Weinberger, también profesor de química farmacéutica en UC San Francisco.

Utilizando una combinación de métodos computacionales y experimentales, el equipo observó cómo una variedad de células produce diferentes proteínas, y midieron el ruido para cada paso del proceso de producción. Descubrieron que para el 85% de genes, la magnitud del ruido es mayor en el último paso en comparación con el primero.

«Cuando pensábamos en expresión génica, solíamos estar seguros de cómo cada paso contribuía al resultado final”, comenta la estudiante postdoctoral Maike Hansen, del laboratorio de Weinberger y primera autora de este nuevo estudio. «Pero descubrimos que cada paso trabaja de forma diferente a lo que pensábamos. Es como si lo viéramos de forma demasiado simplificada, cuando entonces nos dimos cuenta de que hay mucho más ruido”.

Sus hallazgos, publicados en la revista Cell Systems, indican que la comunidad científica ha malinterpretado un importante paso en la expresión genética durante mucho tiempo. Ésto podría influenciar el trabajo de los biólogos.

La siguiente tarea que emprenderá el grupo consiste en investigar qué mecanismos emplean las células para controlar el ruido.

«Hemos descubierto un importante paso que incrementa las diferencias entre células. Estas diferencias aumentan la dificultad a la hora de tratar diversas enfermedades”, comenta Weinberger. «Una vez que entendamos qué mecanismos están involucrados, podremos comenzar a aprovecharlos como objetivos terapéuticos«.

El estudio «Cytoplasmic amplification of transcriptional noise generates substantial cell-to-cell variability» ha sido publicado hoy 19 de septiembre en la revista Cell Systems.