Creşterea celulelor nu este un proces continuu, ci unul strict controlat, care depinde de resursele disponibile. Când acest control se defectează, pot apărea boli grave, de la cancer la tulburări neurologice. Un studiu realizat în Australia clarifică, pentru prima dată, modul în care un sistem intern al celulei decide când creşterea trebuie oprită pentru a preveni dezechilibrele şi a evita pierderea controlului asupra proceselor celulare.
În premieră pentru cercetarea celulară, oamenii de ştiinţă au reuşit să explice cum funcţionează, la nivel structural, un sistem de control al creşterii celulare format din două complexe proteice, cunoscut sub numele de KICSTOR–GATOR1.
Acest sistem acţionează ca un mecanism intern de reglare, care informează celula când are suficiente substanţe nutritive, în special aminoacizi, pentru a continua să crească şi când trebuie să se oprească pentru a conserva resursele.
Studiul a fost realizat de o echipă de la Universitatea Monash, din Australia, şi publicat, joi, în revista Cell.
Cercetătorii au utilizat crio-microscopia electronică (cryo-EM), o tehnică de imagistică de rezoluţie foarte înaltă, pentru a vizualiza structura complexului aproape la nivel atomic.
Rezultatele arată că KICSTOR are rolul de a fixa complexul GATOR1 într-o configuraţie precisă, care îi permite să blocheze semnalele de creştere celulară atunci când nivelul de nutrienţi scade.
Prin acest mecanism, celula îşi reduce activitatea şi îşi conservă energia în condiţii nefavorabile.
Potrivit autorilor, descoperirea oferă o perspectivă nouă asupra modului în care celulele sănătoase răspund la stresul metabolic şi ce se întâmplă atunci când acest sistem nu mai funcţionează corect.
Dereglările acestui „sistem de frânare” bazat pe detectarea nutrienţilor sunt implicate în mai multe afecţiuni, inclusiv cancer, boli metabolice şi tulburări neurodegenerative.
Coautoarea studiului, conf. univ. Michelle Halls, de la Monash Institute of Pharmaceutical Sciences, explică faptul că celulele au nevoie de proteine pentru a creşte, însă lipsa unui echilibru între creştere şi resursele disponibile poate duce fie la o creştere necontrolată, fie la incapacitatea celulei de a mai funcţiona normal.
În multe tipuri de cancer, celulele continuă să se dividă chiar şi atunci când nu dispun de suficient „combustibil”, spre deosebire de celulele normale, care ar încetini acest proces.
Aceleaşi defecte ale sistemului de detectare a nutrienţilor pot duce la o activitate exagerată a neuronilor şi sunt recunoscute în prezent ca o cauză genetică importantă a unor forme de epilepsie care debutează în copilărie.
Cercetători de la Institutul Monash Biomedicine Discovery subliniază că acest mecanism este foarte vechi din punct de vedere evolutiv şi este prezent atât la organisme simple, precum drojdiile unicelulare, cât şi la om.
Deşi importanţa acestui mecanism pentru supravieţuire este evidentă, până acum nu fusese clar cum se conectează fizic cele două complexe proteice pentru a forma sistemul care opreşte creşterea atunci când nivelul intern de proteine scade.
Întrucât acest mecanism se află în centrul deciziei celulei de a creşte sau de a economisi energie, el este legat de numeroase aspecte ale sănătăţii umane, de la îmbătrânire şi metabolism până la cancer, afecţiuni neurologice, funcţia musculară şi răspunsul imun.
Cercetătorii afirmă că descrierea structurii KICSTOR–GATOR1 oferă o bază solidă pentru a înţelege cum se produc aceste dereglări în boală şi cum ar putea fi corectate.
În continuare, echipa intenţionează să studieze mai detaliat modul în care acest complex este activat şi dezactivat, cum este modificat în cancer şi epilepsie şi dacă activitatea sa ar putea fi ajustată în siguranţă cu ajutorul unor medicamente noi, cu scopul de a îmbunătăţi rezultatele pentru pacienţi.
