La importancia de un 'pequeño azúcar' para nuestras células: así se puede luchar contra el cáncer y la inflamación

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Un equipo de investigadores de la Universidad de Zaragoza (Unizar), en una colaboración internacional, ha publicado una serie de trabajos que suponen un avance significativo en la comprensión de las llamadas fucosiltransferasas (FTs). Esta familia de enzimas es responsable de la fucosilación de las glicoproteínas, un proceso clave en biología. 

Pero, ¿esto en qué se traduce? Los hallazgos, recogidos en dos artículos de investigación y uno de revisión, revelan cómo estas enzimas tienen una repercusión potencial directa en la vida cotidiana. Estas enzimas participan en la modificación de proteínas clave implicadas en enfermedades como el cáncer, procesos inflamatorios o trastornos del sistema inmunitario.

El pequeño "azucarillo" clave en esta investigación

El estudio de estos investigadores en ACS Catalysis analiza en detalle el ciclo de la enzima FUT8 humana. Aquí entra en juego la fucosa que es una molécula pequeña, parecida a otros azúcares como la glucosa, pero con una estructura ligeramente distinta. 

En nuestro cuerpo, la fucosa se añade a otras moléculas (como azúcares más grandes o proteínas) y cumple funciones importantes, por ejemplo en la comunicación entre células, el sistema inmunitario y algunos procesos biológicos normales y patológicos. 

"Este pequeño azúcar está presente en los mamíferos para provocar que algunos receptores funcionen, activen rutas...  Estas enzimas añaden fucosa a moléculas que suelen ser proteínas. Añaden este pequeño azúcar y esto hace que puedas ver como una célula se comunica, se mueve o es reconocida por el sistema inmune.

También puede permitir que las células inmunes se enganchen a receptores y salgan de vasos sanguíneos hacia un tejido. Este mecanismo puede ser usado por células tumorales que al propagarse facilitarían la metástasis", nos explica Ramón Hurtado, uno de los investigadores de este proyecto. 

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Con ello, afirma, se pueden estudiar dos procesos: cómo encontrar las células cancerígenas y saber cómo estas se distribuyen a la hora de formar las metástasis. Así, conociendo todo este proceso, "podemos hacer inhibidores frente a esta enzima para reducir tumores".

"Lo importante es que poniendo esta fucosa en determinadas células, estas encuentran a las células cancerígenas y podemos estimularlas e impedir que produzcan metástasis", nos cuenta Hurtado en COPE.

Además de en procesos tumorales, todo esto también podría aplicarse a enfermedades inflamatorias e infecciosas, aunque la investigación se centra sobre todo en los estudios desde el punto de vista del cáncer "buscando moléculas pequeñas como inhibidores para medir la proliferación del cáncer y la metástasis".

Ello hace que la enzima FUT8 sea una diana de gran interés para el desarrollo de fármacos inhibidores y para mejorar la eficacia de anticuerpos terapéuticos en oncología.

fut11, contra las alergias

A su vez, otro estudio publicado en Nature Communications, describe la base estructural y mecanística de la enzima FUT11, más presente en las plantas. En este caso, esta enzima sería de utilidad para trabajar en frenar las alergias. "Podríamos entender cómo las plantas provocan ciertas reacciones alérgicas", nos cuenta Hurtado.

"Lo que hemos hecho es entender este tipo de reacciones a nivel molecular. Esta fucosa en las plantas produce alergias y hay proteínas que nos comemos y al tener esta fucosa puede ser lo que nos produce alergias. A la industria de la alimentación le interesa que esta fucosa no este presente para que no se produzcan alergias a determinados alimentos", afirma el investigador en COPE.

Hemos comprendido como esta enzima funciona y ahora lo podemos aprovechar para diseñar fármacos contra el cáncer"

Ramón Hurtado

Investigador de Unizar

El trabajo ha sido posible gracias a la combinación de rayos X, microarrays de glicanos, mutagénesis y simulaciones computacionales multiescala.

un paso para nuevas estrategias medicas

La importancia de esta investigación se notará en la práctica a medida que estos avances puedan empezar a aplicarse en fármacos: "Hemos comprendido como esta enzima funciona y ahora lo podemos aprovechar para diseñar fármacos o inhibidores para el cáncer". Así, este estudio permite analizar y crear nuevas estrategias emergentes para su inhibición con fines terapéuticos. 

Estos trabajos actualizan la visión tradicional de cómo funcionan estas enzimas y ello es clave para "el diseño racional de inhibidores". Este conocimiento permite avanzar en la bioingeniería optimizando la producción de terapias más seguras y eficaces. También permite comprender como combinar proteínas y perfiles de azúcares controlados, relevantes en el ámbito biomédico y farmacéutico.

Además, facilita el diseño de nuevos enfoques biotecnológicos con impacto sanitario e industrial, consolidando el liderazgo internacional de Unizar y sus socios en el campo de la glicobiología estructural.