Las células tienen energía nuclear

• ”Es el descubrimiento más importante que he hecho en mi vida”, declara Miguel Beato

En una investigación que cambia la visión de cómo funcionan nuestras células, científicos del Centre de Regulació Genòmica (CRG) de Barcelona han descubierto que el núcleo celular es capaz de producir energía. Es, literalmente, energía nuclear.

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Se trata de una solución de emergencia que las células utilizan cuando necesitan modificar la actividad de sus genes a gran escala. Esto ocurre, por ejemplo, cuando las células madre se convierten en células de hígado, de piel o de cualquier otro tejido. O bien cuando las células cancerosas evolucionan y se vuelven resistentes a los tratamientos.

Bloquear la producción de energía en el núcleo de las células podría convertirse en un tratamiento eficaz para frenar la progresión del cáncer, concluyen los investigadores del CRG en la revista Science, donde hoy presentan sus resultados.

“Es el descubrimiento más importante que he hecho en mi vida”, declara Miguel Beato, director de la investigación, que lleva cincuenta años de carrera científica. Es importante porque rompe con la visión clásica que postula que toda la energía de las células se produce fuera del núcleo; porque revela un mecanismo fundamental de adaptación y supervivencia de las células; y porque abre todo un nuevo campo de investigación con ramificaciones en medicina regenerativa y en oncología.

La investigación se inició a partir de “un hecho que no comprendíamos”, explica Beato. Hay momentos en la vida de una célula en que necesita reordenar masivamente la actividad de sus genes, lo que requiere una gran cantidad de energía en el núcleo. La energía producida fuera del núcleo, que en condiciones normales es suficiente para asegurar el funcionamiento de la célula, “parece insuficiente cuando se dan estas condiciones inusuales”.

Lo que Beato y su equipo han descubierto es que, cuando las condiciones son excepcionales, la célula aplica medidas excepcionales. Durante unos 30 minutos, el tiempo necesario para reprogramarse, bloquea la producción normal de energía y concentra todo el esfuerzo en el núcleo.“Es el equivalente biológico de ‘en caso de incendio, rompa el cristal’”, explica Beato.

La investigación se ha basado en células de cáncer de mama que han sido expuestas a la hormona progestina. La hormona ha modificado la actividad de unos 3.000 genes en las células estudiadas. Para ello, las células han tenido que hacer obras a gran escala en su núcleo. Concretamente, han tenido que reorganizar la cromatina, que es la estructura que regula que unos genes estén activos y otros silenciados. Es esta modificación de la cromatina, que es como desmontar un edificio y volverlo a construir a escala microscópica, lo que requiere una cantidad enorme de energía.

Según los resultados presentados en Science, cuando a la célula le hace falta tanta energía en el núcleo, empieza a producir ATP allí. El ATP (nombre completo: adenosín trifosfato) es el combustible de las células. En condiciones normales se produce mayoritariamente en las mitocondrias, que se encuentran fuera del núcleo. De ahí que las mitocondrias sean descritas como las centrales energéticas de las células.

Los investigadores del CRG han identificado la secuencia completa de reacciones químicas que llevan a la producción de ATP en el núcleo. Entre las distintas moléculas involucradas, destaca una enzima llamada NUDIX5.

Estudios anteriores han observado en distintos tipos de cáncer, incluidos los de mama, que el pronóstico de los pacientes es peor cuando los niveles de NUDIX5 son elevados. Esto sugiere que la progresión del cáncer depende de la capacidad de las células tumorales para producir ATP en su núcleo. Y que bloquear NUDIX5 podría convertirse en un tratamiento eficaz en el futuro para cánceres que actualmente tienen mal pronóstico.

“Es una línea en la que ya estamos trabajando”, declara Beato. “Estamos buscando cómo inhibir la síntesis de ATP en el núcleo para atacar de manera selectiva las células tumorales”.