Levadura de la cerveza ('Saccharomyces cerevisiae') en una placa de Petri vista bajo una lupa
Investigadores de las universidades de Córdoba, Jaén y Liverpool (Reino Unido) y de los institutos Maimónides de Investigación Biomédica de Córdoba y de Biomedicina de Sevilla han demostrado una novedosa y radical acción del principal antioxidante presente en las células. El glutatión, que es como se llama el compuesto, es capaz de contribuir a la destrucción de agentes nocivos para la célula en concentraciones cien veces menores a las consideradas necesarias sin desgaste en su actuación. Hasta ahora, se pensaba que debería consumirse durante el proceso, por lo que el descubrimiento obliga a reenfocar el conocimiento que se tenía sobre este fundamental compuesto. Esta molécula, junto con proteínas antioxidantes, tiene un importante papel en enfermedades neurodegenerativas o en el cáncer, por lo que el conocimiento en torno a ella es importante para el diseño de nuevas terapias.
El oxígeno es esencial para la vida en el planeta. Las células de la mayoría de los organismos lo emplean para quemar los nutrientes, oxidándolos, y extraer de ellos la energía que necesitan. Estos mecanismos de obtención de energía no son inocuos, sino que dan lugar a la producción de compuestos colaterales tóxicos, que pueden dañar las moléculas que constituyen el material celular. A lo largo de la evolución, los seres vivos han desarrollado la capacidad de sintetizar sus propias defensas frente al riesgo de estas especies reactivas de oxígeno, de las que las más conocidas son los radicales libres.
A modo de extintores, los antioxidantes le sirven a la célula para minimizar los riesgos de jugar con fuego, de quemar nutrientes con oxígeno para obtener energía. El glutatión no sólo es de los extintores más antiguos que existen en la evolución, sino también el principal. El trabajo de investigación que ha liderado el catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Córdoba e investigador del IMIBIC José Antonio Bárcena ha descrito por primera vez el mecanismo con el que trabaja este antioxidante en una cadena que implica a varias proteínas llamadas redoxinas y se han encontrado con mayores fortalezas de este compuesto de las pensadas. El trabajo ha merecido la portada del último número de la revista líder mundial en investigación científica sobre esta materia, Antioxidants & Redox Signaling.
El trabajo
“Sucede que, de forma general, los antioxidantes, al actuar frente a las especies reactivas de oxígeno, se consumen, también se oxidan. Sin embargo, hemos observado que el glutatión actúa junto a una proteína antioxidante, llamada peroxiredoxina, en la destrucción de estas especies tóxicas para la célula, en cantidades muy bajas y sin oxidarse él mismo. La operatividad de este mecanismo puede tener repercusión en el contexto de enfermedades debidas a disfunción mitocondrial acompañada de una agresión oxidativa, desde el cáncer hasta enfermedades neurodegenerativas como el párkinson”, explica Bárcena. El estudio científico se ha podido realizar gracias a la utilización inicial de un organismo modelo de fácil manejo, la levadura de la cerveza (Saccharomyces cerevisiae), aunque los mecanismos estudiados son similares en células de los seres humanos.
Los bioquímicos y biólogos moleculares han empleado técnicas proteómicas desarrolladas en la Universidad de Córdoba por el grupo que dirige Bárcena y que permiten cartografiar todo el proteoma implicado en los procesos de reducción-oxidación de células tumorales, fundamental para modelar su metabolismo. Este sistema de mapeo sirve, por ejemplo, para conocer qué proteínas experimentan cambios oxidativos en una determinada situación y puede descubrir dianas moleculares para mejorar los tratamientos antitumorales.
La importancia del descubrimiento se traduce no sólo en la presencia en la portada de la revista científica número uno del estudio de los antioxidantes. También, la Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular se ha hecho eco en su boletín.
Pedrajas JR, McDonagh B, Hernández-Torres F, Miranda-Vizuete A, González-Ojeda R, Martínez-Galisteo E, Padila CA, Bárcena JA. Glutathione Is the Resolving Thiol for Thioredoxin Peroxidase Activity of 1-Cys Peroxiredoxin Without Being Consumed During the Catalytic Cycle. Antioxid Redox Signal. 2016;24(3):115-128. doi:10.1089/ars.2015.6366.