El estrés oxidativo representa un desafío importante a nivel celular, ya que ocurre cuando los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS), como el peróxido de hidrógeno (H₂O₂), aumentan drásticamente. Este fenómeno daña distintos componentes celulares y pone en riesgo la supervivencia de las células. Para defenderse, éstas disponen de enzimas antioxidantes, entre las cuales las peroxiredoxinas desempeñan un papel fundamental.
Las peroxirredoxinas desempeñan un papel esencial en la protección celular contra el estrés oxidativo, la regulación de la homeostasis redox, la función de chaperonas y la transmisión de señales de peróxido de hidrógeno a los reguladores redox. No obstante, aunque su estructura y función han sido ampliamente estudiadas, sigue habiendo poca información sobre cómo se coordinan estas diversas actividades.
Ahora, un reciente estudio publicado en la revista Cell, ha demostrado mediante análisis proteómicos globales que la peroxirredoxina de levadura Tsa1 interactúa con numerosas proteínas involucradas en procesos biológicos esenciales, como el recambio proteico y el metabolismo de los carbohidratos.
Mediante espectrometría de masas, los investigadores pudieron identificar el «interactoma» de Tsa1, evidenciando su interacción con proteínas sensibles a su estado redox. Este análisis reveló un conjunto de proteínas clave en procesos como la traducción, el metabolismo y el procesamiento de carbohidratos.
Además de interactuar físicamente, Tsa1 establece un enlace covalente con sus proteínas diana mediante una modificación postraduccional conocida como ‘peroxiredoxinilación‘. En el estudio, los autores demuestran la relevancia de esta modificación analizando su efecto sobre Gnd1, una enzima esencial del metabolismo.
“Este trabajo nos muestra que las peroxiredoxinas constituyen una auténtica barrera protectora, porque estabilizan proteínas cruciales justo cuando la célula más lo necesita”, explicó Francesc Posas, uno de los lideres del estudio e investigador del IRB Barcelona.
El estrés oxidativo
El estrés oxidativo ocurre cuando el cuerpo acumula un exceso de radicales libres sin suficientes antioxidantes para neutralizarlos, lo que puede dañar células y tejidos. Diversos factores contribuyen a su desarrollo, como la obesidad, una alimentación inadecuada, el tabaquismo, el consumo de alcohol, ciertos medicamentos y la exposición a radiación, toxinas, contaminación, plaguicidas y luz solar. A largo plazo, el estrés oxidativo se asocia con el envejecimiento, la inflamación crónica, el cáncer y otras enfermedades.
Diversos factores ambientales contribuyen al desequilibrio redox, siendo la radiación solar uno de los más relevantes. Además, el sedentarismo, la obesidad, una alimentación inadecuada, el tabaquismo y la contaminación ambiental también pueden inducir este desequilibrio.
Para contrarrestar el daño causado por las especies reactivas de oxígeno (ROS), el organismo cuenta con mecanismos de reparación celular y un sistema antioxidante. Este último incluye sustancias endógenas y exógenas que previenen o ralentizan la oxidación de moléculas intracelulares. Las sustancias endógenas suelen ser enzimas como las peroxidasas y catalasas, mientras que entre las exógenas se encuentran vitaminas como la C y la E, betacarotenos y flavonoides, que pueden obtenerse a través de una alimentación equilibrada.
“Nuestros hallazgos abren nuevas vías para investigar su papel en otros procesos sensibles al estrés oxidativo, no solo en levaduras, sino también en sistemas celulares más complejos” concluyó Eulàlia de Nadal, investigadora del IRB Barcelona y líder del estudio.
