En el centro del nuevo estudio está el calcio, que está presente en todas nuestras células y es una especie de guardián: un aumento del calcio en nuestras células abre “puertas” o “canales” que son necesarios para la producción y secreción de fluidos como la saliva. Si el calcio no aumenta en el interior de las células, las puertas no se abren, un problema que se produce en enfermedades como el síndrome de Sjögren. Los pacientes de Sjögren experimentan sequedad en la boca debido a la falta de saliva y tienen dificultades para masticar, tragar y hablar, lo que dificulta gravemente la calidad de vida.
Durante los últimos 15 años, el doctor David I. Yule, profesor del departamento de Farmacología y Fisiología de la Facultad de Medicina y Odontología de la Universidad de Rochester, ha estudiado el papel del calcio en la enfermedad de Sjögren y en otros trastornos en los que el calcio y las secreciones se ven alterados, como la pancreatitis aguda. En el nuevo estudio responde a una importante pregunta que ha dejado perplejos a los científicos durante años: ¿qué hace falta para que un canal de calcio especialmente importante se abra y ponga en marcha estos procesos?
Los científicos han sabido que la presencia de una proteína llamada receptor IP3 es necesaria para aumentar el calcio y generar canales en muchas células, si no en todas, pero el receptor IP3 es complejo. Un canal se crea a partir de cuatro unidades idénticas en el receptor de IP3, y no se sabía cuántas de las unidades individuales tenían que estar activadas para que el canal funcionara.
Usando técnicas avanzadas de ingeniería molecular y edición de genes dirigidas por el doctor Kamil Alzayady, profesor asistente de investigación en el laboratorio de Yule, descubrieron que, sin excepción, las cuatro partes deben estar activadas (encendidas) para que el calcio aumente en una célula e inicie procesos como la secreción de fluidos. Yule cree que esta característica garantiza que el canal de calcio sólo se abra en condiciones estrictas que den lugar a secreciones, evitando los acontecimientos perjudiciales que se producirían si el canal pudiera abrirse más fácilmente. (Paradójicamente, un exceso de calcio también es malo y puede dar lugar a procesos que maten a las células, por lo que no es de extrañar que éstas mantengan un estricto control de los niveles de calcio.)
“Este elegante estudio de los doctores Alzayady y Yule utiliza un enfoque muy inteligente para responder definitivamente a una pregunta que lleva mucho tiempo planteada en los campos de la señalización y la secreción de calcio”, dijo el doctor Robert T. Dirksen, catedrático Lewis Pratt Ross y presidente del departamento de Farmacología y Fisiología de la Facultad de Medicina y Odontología de la Universidad de Rochester. “Los resultados tienen amplias implicaciones no sólo para la forma en que se controla el calcio en las células, sino también para la comprensión de diversos trastornos secretores humanos que van desde la sequedad bucal hasta la pancreatitis.”
“Nuestra esperanza es que un mejor conocimiento de los mecanismos que controlan el flujo de calcio dentro y fuera de las células haga avanzar la investigación de nuevos tratamientos para muchas enfermedades, incluida la de Sjögren”, dijo Yule, que también es profesor del Centro de Biología Oral y del departamento de Medicina, Gastroenterología/Hepatología. En la actualidad, no existen tratamientos eficaces para el Sjögren y la sequedad bucal que lo acompaña, que provoca infecciones orales, caries y pérdida de dientes.
La investigación en curso en el laboratorio de Yule tiene como objetivo utilizar las mismas tecnologías de ingeniería molecular y edición de genes para investigar cómo las enfermedades genéticas que afectan a la proteína IP3 dan lugar a trastornos del cerebro y del sistema inmunitario.
El estudio fue financiado por el Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial. Además de Yule y Alzayady, Liwei Wang, Rahul Chandrasekhar y Larry E. Wagner II, de la Facultad de Medicina y Odontología de la Universidad de Rochester, y Filip Van Petegem, de la Universidad de Columbia Británica, contribuyeron a la investigación.