El núcleo celular, clave para comprender y contener el cáncer

Todos los seres vivos, excepto las bacterias, tienen el ácido desoxirribonucleico (ADN) en el núcleo de las células, un compartimento de doble membrana cuyo papel principal es mantener la integridad de esa información genética, esencial para transmitir rasgos hereditarios, así como garantizar el funcionamiento y desarrollo de los organismos.

Comprender la forma y composición del núcleo, en especial de su esqueleto llamado núcleoesqueleto, un armazón fuerte y a la vez plástico, es el objeto de estudio de Armando Aranda Anzaldo, investigador del Laboratorio de Biología Molecular y Neurociencias de la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma del Estado de México (UAEM), ya que su estructura es distinta cuando se trata de una célula cancerígena a la de una normal. Su descripción podría contribuir a encontrar terapias que brinden estabilidad estructural a los núcleos celulares tumorales.

El núcleoesqueleto incluye una matriz nuclear que es una estructura dinámica, puede estirarse, deformarse, comprimirse o expandirse. Se ha observado que en las células de tumores cancerígenos no sólo el conjunto del ADN, es decir, el genoma, está totalmente desarreglado, provocando su proliferación descontrolada, sino también el núcleoesqueleto.

“Si nosotros podemos inducir a estas células a que reencuentren la estabilidad a nivel del núcleo, podemos contribuir a inhibir su potencial de proliferación. En la medida en que dejan de proliferar también dejan de manifestar lo que llamamos el fenotipo neoplásico o tumoral. Estamos interesados en explorar metodologías con un enfoque terapéutico que puedan ayudar a la estabilidad estructural del núcleo celular”, dijo el especialista en biología molecular.

El integrante de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) añadió que en los estudios realizados se han encontrado moléculas que son capaces de inducir arreglos estructurales del núcleo. “Estos arreglos resultan en una normalización de células que en lugar de proliferar sin control se empiezan a comportar como las células normales. Es una veta interesante que estamos explorando y eventualmente puede ser una contribución de tipo aplicado”, explicó.

La composición bioquímica de la matriz nuclear es compleja ya que está compuesta por más de 400 proteínas, algunas son comunes a todas las células y otras son específicas de cada tejido, y ácidos ribonucleicos, formando complejos de ribonucleoproteínas en interacción con el ADN, molécula constituida por hebras en forma de doble hélice cuya longitud total en células de mamífero es de dos metros.

Aranda busca explicar cómo es que una molécula tan grande cabe en el núcleo, que en los mamíferos alcanza un diámetro de seis milésimas de milímetro. En ese espacio tan reducido la cadena genética está dividida y organizada en forma de cromosomas, de tal manera que le permite ser funcional, “el genoma no está ahí nada más como si se echara espagueti en una bolsa sino que tiene una organización estructural”, precisó.

Una de las preguntas que guían la investigación del doctor Aranda Anzaldo es ¿cómo es que el núcleoesqueleto contribuye a darle organización y coherencia a los dos metros de material genético para no acabar hecho un nudo? Él y su grupo de trabajo han encontrado evidencia de que ciertas ribonucleoproteínas de la matriz nuclear tienen fuertes afinidades con regiones del ADN y permiten organizarlo en forma de bucles anclados a la matriz nuclear. Sus interacciones no solo son de tipo químico, también tiene que ver con formas que embonan entre sí.

“En la vida cotidiana lo experimentamos todos los días con las piezas de lego que embonan entre sí y después se necesita mucha energía para desunir esas piezas. Creemos que las interacciones entre la matriz nuclear y el ADN dependen de morfologías que de alguna manera son complementarias y compatibles entre sí y no se debe exclusivamente a interacciones de tipo electroestático”.

Utilizando técnicas de la biología molecular y de biofísica han analizado la organización estructural de células de tejidos de ratas, constituidos por diversidad de células donde existen relaciones arquitectónicas entre sí. El investigador de la UAEM dijo que este aspecto es muy importante ya que cuando se utilizan células cultivadas in vitro presentan modificaciones artificiales en su arquitectura nuclear.

Se ha encontrado, comentó Aranda, que las células de un organismo no solamente cumplen funciones diferentes —no es lo mismo un fibroblasto, un hepatocito o una neurona— a pesar de contener el mismo genoma, además de ello presentan una organización del genoma dentro del núcleo distinta, son tejido-específicas.

La matriz nuclear también presenta una morfología distinta y esto es parte de esa diferenciación celular, correlacionada con diferentes patrones de expresión de genes, producto de esa diferenciación. Otro aspecto que les llama la atención es que esta organización tejido-específica de la matriz nuclear va cambiando en función del tiempo, una célula temprana no tiene la misma arquitectura nuclear que una envejecida.

“Cuando las células tienen una organización nuclear muy estable ya no se pueden volver a dividir. No quiere decir que esas células se vayan a morir, simplemente ya no van a ser células proliferantes. De ese tipo tenemos muchas y son muy importantes en el cuerpo como las neuronas, un ejemplo paradigmático porque no se pueden dividir”, apuntó.