Un equip del laboratori de Metabolisme del Càncer liderat pel Dr. Albert Tauler, investigador principal de l’Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL) i professor de la Universitat de Barcelona (UB), en col·laboració amb un investigador del Mayo Clinic i la Universitat de Minnesota, ha descrit que els lisosomes i els processos d’autofàgia estan actius durant la mitosi i són necessaris per la correcta divisió cel·lular. Els lisosomes i l’autofàgia eliminen i reciclen els elements danyats de la cèl·lula, així, l’activitat lisosomal sosté el bon funcionament cel·lular i la seva desregulació està vinculada a nombroses malalties incloent el càncer, la neurodegeneració o trastorns associats a l’envelliment.
En l’estudi publicat a la revista Autophagy, l’equip liderat per la Dra. Caroline Mauvezin, ha demostrat que no només hi ha proteïnes destinades a ser degradades pels lisosomes durant la mitosi, sinó que, a més, si aquests no funcionen correctament es generen errors en la separació dels cromosomes, i per tant, inestabilitat cromosòmica.
L’anàlisi del paper dels lisosomes i l’autofàgia en la separació dels cromosomes durant la mitosi va portar a un altre descobriment, i és que quan aquesta separació és errònia, les cèl·lules filles presenten un nucli amb morfologia toroidal, amb l’aparença d’un forat. L’adquisició d’aquesta morfologia podria ser un nou biomarcador per a detectar aquelles cèl·lules que presenten inestabilitat cromosòmica.
“L’estudi connecta dos grans camps de recerca; l’autofàgia i la divisió cel·lular. En el context del càncer, ja s’estudien fàrmacs que afecten específicament cadascun d’aquests processos com a estratègies terapèutiques. Els nostres resultats donen un nou enfoc descrivint la interconnexió d’aquests dos processos clau per la proliferació tumoral” afirma la Dra. Caroline Mauvezin.
“L’estudi connecta dos grans camps de recerca; l’autofàgia i la divisió cel·lular. En el context del càncer, ja s’estudien fàrmacs que afecten específicament cadascun d’aquests processos com a estratègies terapèutiques. Els nostres resultats donen un nou enfoc descrivint la interconnexió d’aquests dos processos clau per la proliferació tumoral” Dra. Caroline Mauvezin
Nucli toroidal, un nou biomarcador de la inestabilitat cromosòmica
Aquest estudi identifica per primera vegada que aquelles cèl·lules que han tingut errors en la separació dels cromosomes durant la mitosi, ja sigui per alteracions en la funció dels lisosomes o per altres causes, presenten, un cop dividides, el nucli amb morfologia toroidal.
La Dra. Eugènia Almacellas, primera autora del treball i membre de l’IDIBELL i de la Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació de la UB, indica que “la mitosi és un procés ràpid que té lloc en una finestra de temps molt estreta, el que fa que detectar errors que pateixen un nombre molt reduït de cèl·lules en un precís moment, sigui complex d’assolir”. I afegeix “per això, la morfologia toroidal resulta un biomarcador tan interessant, ja que permet la detecció de cèl·lules que han patit errors mitòtics en una finestra temporal molt més amplia”.
Fins ara, l’únic biomarcador per determinar si una molècula creava inestabilitat cromosòmica era el micronucli. El treball liderat per la Dra. Mauvezin presenta el nucli toroïdal com una nova eina complementària per detectar la inestabilitat cromosòmica.
“la morfologia toroidal resulta un biomarcador molt interessant, ja que permet la detecció de cèl·lules que han patit errors mitòtics en una finestra temporal molt més amplia” Dra. Eugènia Almacellas
Lisosomes i autofàgia en la mitosis
La participació dels lisosomes i l’autofàgia en la mitosi segueix sent un tema controvertit, hi ha treballs que asseguren que es troben inactius durant la divisió cel·lular per tal de protegir el material genètic, i altres que indiquen certa activitat d’aquests orgànuls. En el present estudi s’han analitzat diferents línies cel·lulars tumorals, i s’ha vist que els lisosomes i l’autofàgia no només es troben actius, sinó que són necessaris per la correcta divisió cel·lular.
L’equip d’investigació ha identificat més de 100 noves proteïnes específicament degradades pels lisosomes durant la mitosis. Entre elles, s’han trobat proteïnes directament implicades en la segregació dels cromosomes, recolzant el paper essencial d’aquests orgànuls per la correcta divisió cel·lular. Aquest treball serveix com a precedent per l’estudi dels mecanismes responsables de la degradació de les proteïnes mitòtiques essencials per prevenir la inestabilitat cromosòmica.
En l’article també participen els catedràtics Albert Tauler, de Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació de la UB, i Santiago Ambrosio, de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la UB.