Proponen nuevas dianas terapéuticas en enfermedades relacionadas con una regulación anormal del calcio intracelular

• Una investigación del Grupo de Fisiología Celular de la UEx analiza por primera vez el papel de las proteínas STIM1 y STIM2 en la señalización del calcio intracelular mediante la regulación de la expresión de los canales de calcio Orai1.
• La desregulación de estos canales se asocia con enfermedades como la hipertensión, trastornos del sistema inmunológico y ciertos tipos de cáncer. Esta investigación abre el camino para el desarrollo de dianas terapéuticas que actúen sobre STIM1, STIM2 o las variantes de Orai1, en enfermedades relacionadas con una regulación anormal del calcio intracelular.

29/10/2024. El Departamento de Fisiología de la UEx se dedica al estudio de la función celular que incluye procesos claves como son el metabolismo y el transporte de sustancias dentro de la célula. Estas sustancias pueden ser moléculas, iones o nutrientes. Entre ellas, el ion calcio (Ca²⁺), participa en numerosos procesos celulares y funciones fisiológicas. “El calcio intracelular es un segundo mensajero importante que media la acción de las hormonas y participa en la regulación de procesos celulares, como la proliferación, la diferenciación, la contracción muscular, la secreción de hormonas y la activación de células inmunológicas”, explica Juan Antonio Rosado, catedrático del Departamento de Fisiología de la UEx.

En una célula en reposo, el calcio es almacenado en reservorios intracelulares, siendo el retículo endoplásmico el almacén principal. Tras un estímulo, el calcio es liberado de este compartimento, aumentando su concentración en el citoplasma, lo que es esencial para que la célula realice su función. La modulación de los niveles de calcio en la célula influye en la proliferación y la diferenciación celular, así como en la respuesta del sistema inmune. Por ello, es crucial entender bien este mecanismo fisiológico. A modo de ejemplo, y para ilustrar la importancia del calcio como mensajero, “si una neurona ordena la contracción de un músculo, se produce un aumento del ion calcio dentro de las células musculares para que éstas se contraigan”, explica el investigador de la UEx.

Las proteínas STIM1 y STIM2, que están ubicadas en el retículo endoplásmico, detectan la reducción del calcio almacenado y activan los canales Orai1, permitiendo que el calcio entre en la célula desde el medio extracelular. Este proceso se denomina “entrada capacitativa de calcio” y gracias a él, las células rellenan sus almacenes de calcio tras un estímulo, siendo éste un proceso esencial para la vida.

En este trabajo, llevado a cabo en la Facultad de Veterinaria de la UEx, se describe, por primera vez, cómo las proteínas STIM1 y STIM2 regulan la actividad y la cantidad de dos variantes de la proteína Orai1 (Orai1α y Orai1β). Los investigadores muestran que STIM1 y STIM2 influyen en los niveles de expresión de las variantes del canal Orai1, promoviendo la degradación de estas proteínas a través de mecanismos celulares específicos.

El grupo de Fisiología Celular planea estudiar mutaciones de las proteínas STIM y Orai implicadas en patologías relacionadas con el sistema inmunológico, los músculos y algunos trastornos neurodegenerativos. Además, el equipo está centrado en analizar el papel de estas proteínas en células madre cancerígenas, en concreto en el cáncer de mama. “Las células madre de cáncer son responsables de la metástasis y la resistencia a quimioterápicos. Una célula tumoral diferenciada puede migrar y alcanzar otro tejido u órgano, pero tendría pocas probabilidades de formar una colonia por sí misma. Sin embargo, una célula madre es capaz de trasladarse a otro órgano, invadirlo y formar una colonia, proceso al que llamamos metástasis”, señala el catedrático de la UEx.

Comprender los mecanismos de la fisiología celular e identificar cómo STIM1 y STIM2 modulan los canales Orai1, pueden dar pie a nuevas dianas terapéuticas para estas enfermedades.

Referencia bibliográfica: Joel Nieto‐Felipe; Alvaro Macias‐Díaz; Vanesa Jimenez‐Velarde; José J. Lopez;  Gines M. Salido; Tarik Smani; Isaac Jardín; Juan A. Rosado. Feedback modulation of Orai1α and Orai1β protein content mediated by STIM proteins. Journal of Cellular Physiology. 2024 Oct 2:e31450. doi: 10.1002/jcp.31450

Fuente: Servicio de Difusión de la Cultura Científica de la UEx