Un equipo del laboratorio de Metabolismo del Cáncer liderado por el Dr. Albert Tauler, investigador principal del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) y profesor de la Universidad de Barcelona (UB), en colaboración con un investigador del Mayo Clinic y la Universidad de Minnesota, ha descrito que los lisosomas y los procesos de autofagia están activos durante la mitosis y son necesarios para la correcta división celular. Los lisosomas y la autofagia eliminan y reciclan los elementos dañados de la célula, así, la actividad lisosomal sostiene el buen funcionamiento celular y su desregulación está vinculada a numerosas enfermedades incluyendo el cáncer, la neurodegeneración o trastornos asociados al envejecimiento.
En el estudio publicado en la revista Autophagy, el equipo liderado por la Dra. Caroline Mauvezin, ha demostrado que no sólo hay proteínas destinadas a ser degradadas por los lisosomas durante la mitosis, sino que, además, si estos no funcionan correctamente se generan errores en la separación de los cromosomas, y por tanto, inestabilidad cromosómica.
El análisis del papel de los lisosomas y la autofagia en la separación de los cromosomas durante la mitosis llevó a otro descubrimiento, y es que cuando esta separación es errónea, las células hijas presentan un núcleo con morfología toroidal, con la apariencia de un agujero. La adquisición de esta morfología podría ser un nuevo biomarcador para detectar aquellas células que presentan inestabilidad cromosómica.
«El estudio conecta dos grandes campos de investigación; la autofagia y la división celular. En el contexto del cáncer, se estudian fármacos que afectan específicamente cada uno de estos procesos como estrategias terapéuticas. Nuestros resultados dan un nuevo enfoque describiendo la interconexión de estos dos procesos clave para la proliferación tumoral» afirma la Dra. Caroline Mauvezin.
«El estudio conecta dos grandes campos de investigación; la autofagia y la división celular. En el contexto del cáncer, se estudian fármacos que afectan específicamente cada uno de estos procesos como estrategias terapéuticas. Nuestros resultados dan un nuevo enfoque describiendo la interconexión de estos dos procesos clave para la proliferación tumoral» Dra. Caroline Mauvezin
Núcleo toroidal, un nuevo biomarcador de la inestabilidad cromosómica
Este estudio identifica por primera vez que, aquellas células que han sufrido errores en la separación de los cromosomas durante la mitosis, ya sea por alteraciones en la función de los lisosomas o por otras causas, presentan, una vez divididas, el núcleo con morfología toroidal.
La Dra. Eugenia Almacellas, primera autora del trabajo y miembro del IDIBELL y de la Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación de la UB, indica que «la mitosis es un proceso rápido que tiene lugar en una ventana de tiempo muy estrecha, lo que hace que detectar errores que padecen un número muy reducido de células en un preciso momento, sea complejo de lograr «. Y añade «por ello, la morfología toroidal resulta un biomarcador tan interesante, ya que permite la detección de células que han sufrido errores mitóticos en una ventana temporal mucho más amplia».
Hasta ahora, el único biomarcador para determinar si una molécula creaba inestabilidad cromosómica era el micronúcleo. El trabajo liderado por la Dra. Mauvezin presenta el núcleo toroidal como una nueva herramienta complementaria para detectar la inestabilidad cromosómica.
«la morfología toroidal resulta un biomarcador muy interesante, ya que permite la detección de células que han sufrido errores mitóticos en una ventana temporal mucho más amplia» Dra. Eugenia Almacellas
Lisosomas y autofagia en la mitosis
La participación de los lisosomas y la autofagia en la mitosis sigue siendo un tema controvertido, hay trabajos que aseguran que se encuentran inactivos durante la división celular para proteger el material genético, y otros que indican cierta actividad de estos orgánulos. En el presente estudio, se han analizado diferentes líneas celulares tumorales, y se ha visto que los lisosomas y la autofagia no sólo se encuentran activos, sino que son necesarios para la correcta división celular.
El equipo de investigación ha identificado más de 100 nuevas proteínas específicamente degradadas por los lisosomas durante la mitosis. Entre ellas, se han encontrado proteínas directamente implicadas en la segregación de los cromosomas, apoyando el papel esencial de estos orgánulos para la correcta división celular. Este trabajo sirve como precedente para el estudio de los mecanismos responsables de la degradación de las proteínas mitóticas esenciales para prevenir la inestabilidad cromosómica.
En este articulo también han participado los catedráticos Albert Tauler, de la Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación de la UB, y Santiago Ambrosio, de la Facultad de Medicina i Ciencias de la Salut de la UB.