Morir o no morir com a resposta a l'estrès, una decisió regulada pels nivells de la proteïna MK2

Els organismes vius sovint estan exposats a estímuls d'estrès, ja siguin generats per factors externs o interns, i necessiten respondre-hi en conseqüència. A nivell cel·lular, l'estrès sol desencadenar l'activació d'unes vies de supervivència que contribueixen a la recuperació de l’homeòstasi cel·lular. No obstant això, quan l'estrès és massa alt, s'inicia un procés de mort cel·lular pel qual s'elimina la cèl·lula danyada.

Científics liderats per l'investigador ICREA Dr. Ángel Nebreda, cap del laboratori de Senyalització i Cicle Cel·lular de l'IRB Barcelona, han identificat una important funció per a la via p38-MK2 en la determinació de la destinació cel·lular com a resposta a l'estrès.

"En el nostre estudi es descriu un mecanisme molecular que les cèl·lules poden utilitzar per traduir l'activació induïda per l'estrès de la via p38a-MK2 en una resposta biològica adequada", afirma el Dr. Nebreda.

Quan les cèl·lules estan exposades a alts nivells d'estrès, la via p38-MK2 s'activa de manera sostinguda, fomentant la degradació de la proteïna MK2, que es correlaciona amb la mort cel·lular. No obstant això, els nivells d'estrès moderats només desencadenen una activació temporal de la via p38-MK2, que permet la reacumulació de MK2 i porta a la supervivència cel·lular. Per tant, els nivells de la proteïna MK2 actuen com un indicador molecular que informa a les cèl·lules de si s’han de mantenir vives o iniciar un procés d'autodestrucció.

"Mitjançant l'ús de línies cel·lulars humanes i de ratolí tractades amb diferents estímuls d'estrès, vam demostrar que els nivells d'expressió de MK2 estan regulats per la intensitat de l'estrès, i que són crítics per a la viabilitat de les cèl·lules estressades", explica la Dra. Núria Gutiérrez-Prat, que va iniciar el treball i que és la primera coautora de l'article, juntament amb la Dra. Mònica Cubillos-Rojas i la Dra. Begoña Cánovas.

p38, una proteïna relacionada amb l'estrès i el càncer

p38 és una proteïna central que regula molts processos cel·lulars, modulant l'activitat d'altres proteïnes. En malalties com el càncer, es presenten alteracions en la via p38, i els alts nivells d'activitat de p38 de vegades es relacionen amb un mal pronòstic (per exemple, en els tumors pulmonars). Així mateix, una desregulació de la via p38-MK2 s'ha relacionat amb diverses malalties en humans, com els trastorns inflamatoris i el càncer.

En altres estudis s'investigarà si la regulació de la via p38-MK2 en resposta a un estrès fort o sostingut pot funcionar com un sensor comú de dany irreversible entre els tipus de cèl·lules. Els investigadors també estudiaran la possible rellevància d'aquests mecanismes de resposta a l'estrès en la causa de les malalties i si la resposta a l'estrès difereix en situacions patològiques.
L'estudi ha comptat amb el suport de el Consell Europeu de Recerca (ERC), el Ministeri espanyol de Ciència i Innovació (MICINN) i l'Agència Catalana de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR).
 

Article de referència:
MK2 degradation as a sensor of signal intensity that controls stress-induced cell fate
Núria Gutierrez-Prat, Mónica Cubillos-Rojas, Begoña Cánovas, Antonija Kuzmanic, Jalaj Gupta, Ana Igea, Elisabet Llonch, Matthias Gaestel & Angel R. Nebreda
PNAS (2021) DOI: 10.1073/pnas.2024562118