Diversas enfermedades del sistema nervioso humano, como la esclerosis lateral amiotrófica (ALS), Alzheimer, Huntington y Parkinson, se asocian con el mismo trastorno básico: la pérdida de la capacidad de las células nerviosas para plegar correctamente sus proteínas, lo que provoca agregaciones que forman grumos y que terminan generando la muerte celular.
Las plantas, al igual que los animales, usan proteínas para llevar a cabo las funciones celulares que las mantienen vivas. La composición de proteínas está determinada por la información presente en el ADN celular, pero para ejercer su función biológica, las proteínas también deben plegarse en una configuración tridimensional. Básicamente, si una proteína no se pliega correctamente, no podrá cumplir su función.
Las situaciones de estrés, como un aumento repentino de la temperatura, provocan errores en el proceso de plegado, lo que produce proteínas mal plegadas que deben eliminarse o repararse, de lo contrario podrían agruparse y formar agregados tóxicos.
Los cloroplastos son los compartimentos celulares en donde tiene lugar la fotosíntesis en las células vegetales. Además, son responsables de producir muchos de los nutrientes que permiten el crecimiento de las plantas y de los animales que los ingieren. Una gran parte de este trabajo es llevado a cabo por proteínas, algunas de las cuales son muy propensas a doblarse y agregarse, perdiendo así su función.
Un equipo de científicos del Centro de Investigación en Genómica Agrícola (CRAG), ha demostrado que en condiciones normales, los cloroplastos eliminan estas proteínas defectuosas al degradarlas usando la maquinaria molecular llamada proteasa Clp.
Sin embargo, cuando la acumulación de proteínas agregadas excede la capacidad de la proteasa Clp para eliminarlas, los cloroplastos generan una señal de socorro que viaja al núcleo de la célula, a fin de activar la producción de proteínas de reparación, llamados chaperones.
A su vez, los chaperones son transportados a los cloroplastos para deshacer los grumos de proteínas y desplegar las proteínas desagregadas, lo que favorece que se puedan plegar correctamente y recuperar su función en unas pocas horas.
La investigación realizada ha descubierto un gen clave (HsfA2) que activa la síntesis de chaperonas y rescata a la célula de los efectos tóxicos producidos por acumulaciones de proteínas mal plegadas.
Los autores del estudio señalan que entender cómo las plantas responden al desafío de que algunas de sus proteínas pierdan su estructura y función originales, convirtiéndose en potencialmente peligrosas, es esencial para una mejor adaptación del cultivo a condiciones ambientales adversas.
Pero además, los hallazgos de esta investigación pueden ayudar a comprender mejor cómo las enfermedades del sistema nervioso, repletas de proteínas, comienzan, se extienden y se agravan.
Manuel Rodríguez-Concepción, autor principal del estudio, manifiesta: “El resultado de nuestra investigación en plantas, podría ser transferido a nuevos métodos universales para corregir el mal plegamiento de proteínas y así impactar la búsqueda de soluciones a enfermedades degenerativas que, hasta el día de hoy, siguen siendo incurables.”