Investigadores del CNIO, liderados por Lucas Tafur, han descifrado la estructura de un regulador clave de la proteína TOR, esencial para el crecimiento celular en diversas especies. Este avance podría abrir nuevas vías para tratamientos selectivos en enfermedades como el cáncer.
El investigador del CNIO, Lucas Tafur, ha dado un paso significativo en la comprensión de la proteína TOR, un elemento fundamental que regula el crecimiento celular al permitir que las células detecten la disponibilidad de nutrientes. Este descubrimiento se publica en la prestigiosa revista Nature Structural & Molecular Biology.
TOR, cuya denominación proviene de su función como Target of Rapamycin, es una proteína esencial presente en diversas especies, desde humanos hasta levaduras. Su papel es crucial: decide si las células deben crecer o detenerse según los nutrientes disponibles. Este mecanismo ha sido conservado a lo largo de la evolución, destacando su importancia en organismos tan variados como primates, hongos y plantas.
Tafur explica que “todas las células cuentan con mecanismos para percibir la cantidad de nutrientes presentes y transmitir esa información a otras proteínas que regulan el crecimiento celular”. Cuando hay escasez de recursos, TOR se inhibe y el crecimiento celular se detiene; por el contrario, cuando hay abundancia, TOR se activa y promueve el crecimiento.
Este hallazgo no solo aporta luz sobre el funcionamiento de TOR, sino que también abre nuevas vías para el diseño de fármacos más selectivos. Actualmente, se sabe que los nutrientes no regulan directamente a TOR, sino que lo hacen a través de complejos proteicos asociados. En mamíferos, TOR actúa como parte de dos complejos mayores: TORC1 y TORC2.
Tafur señala que “un fármaco que interfiera con la actividad total de TOR puede tener numerosos efectos secundarios”. Por ello, comprender mejor cómo se regula esta maquinaria molecular podría permitir intervenciones más precisas y efectivas.
La proteína TOR funciona como un "kit molecular" estándar que permite a los organismos detectar nutrientes y decidir si deben crecer. Esta capacidad ha sido preservada por la evolución debido a su eficacia en resolver un problema común entre diversas especies: determinar la disponibilidad de recursos para el crecimiento.
Tafur realiza sus investigaciones en levaduras, específicamente en Saccharomyces cerevisiae, siendo este el único científico del CNIO que trabaja con este microorganismo. La similitud entre los componentes de TOR en humanos y levaduras permite extrapolar hallazgos significativos entre ambos sistemas.
El desafío de entender cómo funciona TOR es comparable a intentar armar un complicado rompecabezas tridimensional sin conocer todas las piezas. En este sentido, grupos de investigación alrededor del mundo han estado utilizando técnicas avanzadas como la crio-microscopía electrónica para obtener imágenes detalladas a nivel atómico de los complejos moleculares involucrados.
Recientemente, Tafur ha logrado resolver la estructura del complejo SEA (también conocido como GATOR), un regulador clave para la actividad de TOR. Este complejo integra múltiples señales relacionadas con nutrientes dentro de las células.
Tafur afirma que “SEA es un complejo enorme que integra muchas señales al mismo tiempo”, abarcando aminoácidos, colesterol y glucosa. Sin embargo, aún persisten interrogantes sobre cómo se integran todas estas señales dentro del sistema.
Los resultados publicados revelan aspectos novedosos sobre cómo SEA regula a TOR. Contrario a lo que se pensaba anteriormente, no existe una subdivisión clara dentro del complejo donde una parte inhiba a otra; más bien, opera como un todo cohesivo.
Otro descubrimiento relevante indica que una mutación específica en un aminoácido puede alterar drásticamente el funcionamiento del sistema. “Esta actividad actúa como un interruptor”, destaca Tafur, subrayando su papel tanto en la inhibición como en la activación rápida de TOR.
Estos avances no solo contribuyen a desentrañar los misterios detrás del cáncer y otras enfermedades asociadas con disfunciones en TOR, sino que también resaltan las conexiones fundamentales entre diferentes formas de vida.
El Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) es una institución pública dedicada a la investigación oncológica bajo el Ministerio de Ciencia e Innovación español. Con medio millar de científicos trabajando en conjunto, el CNIO busca mejorar los métodos para prevenir, diagnosticar y tratar el cáncer.