Una célula muere de ferroptosis cuando los radicales libres se salen de control y destruyen la membrana celular protectora en una reacción en cadena. Las células sanas se ven afectadas ocasionalmente cuando se ven sometidas a estrés oxidativo. Pero las células cancerosas en particular son susceptibles a la ferroptosis debido a su metabolismo altamente activo; sin embargo, muchas de las células malignas escapan a este destino.
Investigadores de todo el mundo están buscando los factores que hacen que una célula sea susceptible o resistente a la ferroptosis para poder influir terapéuticamente en este tipo de muerte celular. Los investigadores dirigidos por Tobias Dick, en el Centro Alemán de Investigación del Cáncer, han descubierto ahora un mecanismo nuevo e inesperado mediante el cual las células se protegen de la ferroptosis.
«Nuestros nuevos resultados podrían abrir puntos de partida completamente nuevos para atacar la resistencia interna de las células tumorales, por ejemplo, mediante inhibidores farmacológicos de las enzimas responsables de la producción de persulfuro«
Recientemente se ha sabido que las células humanas pueden producir los llamados persulfuros a partir del aminoácido cisteína que contiene azufre. Estas pequeñas moléculas se caracterizan por un grupo de dos átomos de azufre y un átomo de hidrógeno. Sin embargo, se necesita más comprensión sobre la importancia de los persulfuros dentro de la célula.
Uladzimir Barayeu, de DKFZ, primer autor de la publicación actual, observó que las células aumentan su producción de persulfuros tan pronto como son estresadas por los radicales y corren el riesgo de muerte celular ferroptótica.
Esta fue la primera indicación de que las células intentan protegerse con persulfuros. El equipo de investigación demostró que los persulfuros suprimen eficazmente el daño de la membrana y la ferroptosis y también revelaron el modo de acción de estas moléculas: los persulfuros demostraron ser secuestradores de radicales altamente eficientes. Interrumpen la reacción en cadena destructiva que amenaza la integridad de la membrana celular.
Un mecanismo químico inusual
La acción de los persulfuros se basa en un mecanismo químico inusual. Cuando un persulfuro se encuentra con un radical libre, adquiere su carácter de radical, convirtiéndose así en un radical en sí mismo. Pero el nuevo radical se comporta de manera inusual. A diferencia de otros radicales, es extremadamente inerte e incapaz de causar daño.
Reacciona exclusivamente consigo mismo y vuelve a producir persulfuros en una reacción posterior. Esto significa que los persulfuros apenas se consumen en la eliminación de radicales libres. Por lo tanto, incluso una concentración muy baja de persulfuros puede eliminar eficazmente una concentración mucho mayor de radicales, como descubrieron los investigadores para su sorpresa.
Técnicas para inhibir farmacológicamente las enzimas que producen persulfuro
Los científicos de Heidelberg también demostraron que la sensibilidad a la ferroptosis de una célula depende de ciertas enzimas del metabolismo del azufre que generan persulfuros. «Nuestros nuevos resultados podrían abrir puntos de partida completamente nuevos para atacar la resistencia interna de las células tumorales, por ejemplo, mediante inhibidores farmacológicos de las enzimas responsables de la producción de persulfuro«, indica Tobias Dick, autor principal de la publicación actual.
La investigación fue publicada en Nature Chemical Biology.
