Neuronas de hipocampo, el lugar donde se almacenan los recuerdos / Imagen: UCAN

Un grupo de investigación del IBGM estudia el papel del calcio intracelular en el cáncer y el alzhéimer

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La Unidad de Quimioprevención y Neuroprotección (UCAN, por sus siglas en inglés) del Instituto de Biología y Genética Molecular (IBGM), centro mixto de la Universidad de Valladolid (UVa) y el CSIC, investiga desde hace una década el papel del calcio intracelular en el cáncer y en la enfermedad de Alzhéimer.

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UVA/ DiCYT – En estos años, el grupo dirigido por Carlos Villalobos y Lucía Núñez ha realizado interesantes avances en torno la prevención de ambas enfermedades a través de la investigación experimental. Las mitocondrias, orgánulos celulares que regulan las señales de calcio, están implicadas en la proliferación y muerte celular y podrían constituir una diana terapéutica frente al cáncer y las enfermedades neurodegenerativas.

Las mitocondrias, orgánulos celulares que regulan las señales de calcio, están implicadas en la proliferación y muerte celular

Como explica Carlos Villalobos, coordinador del grupo, el calcio es muy importante para la activación celular. “La concentración de calcio es un mensajero universal. Por ejemplo, para que una célula endocrina cumpla su función, segregar hormonas, tiene que aumentar la concentración de calcio. Igualmente, las funciones de proliferación y muerte celular están reguladas por el calcio. Si se eleva un poco la producción de calcio la célula prolifera, pero en mucha cantidad la célula muere”, explica.

Así, los canales de calcio están implicados en distintos tipos de cáncer (caracterizados por la proliferación rápida y descontrolada de células), como el que estudia el laboratorio UCAN, el de colon. “En los últimos cinco años en la comunidad científica tratamos de demostrar que inhibiendo estos canales se podría tratar de prevenir no solo el cáncer, sino también otras enfermedades como el Alzhéimer”, subraya el investigador, quien añade que actualmente trabajan en un proyecto del Plan Nacional de I+D+i cuyo fin último es el estudio del remodelado del calcio intracelular en el cáncer de colon.

“Hemos estudiado cómo es el manejo del calcio intracelular en líneas celulares de colon humano sanas y en líneas tumorales de carcinoma de colon y hemos llegado a dos conclusiones. La primera es que en la transformación tumoral un canal de calcio aumenta mucho y se modifica, lo que favorece que las células proliferen, y la segunda es que el remodelado del calcio no es una consecuencia más de la transformación celular sino un cambio que forma parte de la adquisición de características de las células tumorales. Las células tumorales casi no almacenan y por eso son resistentes a un mecanismo de muerte, la apoptosis celular, y estamos estudiando cómo podemos aportar el calcio necesario para que dejen de ser resistentes a la muerte”, avanza Villalobos.

Cambios en los canales de calcio y otros sistemas de transporte en cáncer. Imagen: UCAN

Cambios en los canales de calcio y otros sistemas de transporte en cáncer. Imagen: UCAN

En el caso del Alzhéimer, la neurotoxina que origina la enfermedad, el péptido amiloide, aumenta la concentración de calcio y mata a las células nerviosas responsables de la memoria y el aprendizaje. Como apunta el coordinador del grupo UCAN, “una manera de prevenir la entrada de calcio podría ser la ingesta de aspirina u otros antiinflamatorios no esteroideos”. En la misma línea, los investigadores cuentan con un modelo de envejecimiento in vitro y analizan qué sucede con el calcio. “Cuando se produce el envejecimiento neuronal hay una pérdida cognitiva fisiológica y esto también se podría prevenir de forma sencilla modificando un poco el remodelado del calcio”, señala.

Un grupo de investigación consolidado

La Unidad de Quimioprevención y Neuroprotección del IBGM ha obtenido la calificación de Unidad de Investigación Consolidada por parte de la Junta de Castilla y León, un distintivo que reconoce a los grupos de investigación de la comunidad que cuentan con un mayor nivel de calidad y de producción científica.

El origen del grupo se encuentra en el inicio de la trayectoria científica de sus dos investigadores principales, Carlos Villalobos y Lucía Núñez, quienes realizaron su tesis doctoral en el antiguo programa de doctorado de transporte a través de membranas biológicas dentro del Departamento de Bioquímica y Fisiología de la UVa, germen del IBGM, dirigidos por el catedrático de Fisiología y experto mundial en calcio intracelular Javier García Sancho y en el caso de Núñez también por Ana Sánchez.

Tras una estancia de tres años en Estados Unidos, donde los investigadores se formaron en nuevas técnicas de imagen, regresaron al grupo de García Sancho con un contrato de reincorporación y posteriormente obtuvieron sendos contratos Ramón y Cajal en su primera convocatoria de 2001.

Gracias a un proyecto nacional, los investigadores pudieron adquirir el equipo de imagen de bioluminiscencia que habían utilizado en Estados Unidos, un dispositivo que en aquel momento era único en España. “Con este equipo podíamos realizar imagen de expresión génica en célula única y viva y también imagen de calcio subcelular, lo que nos situó en ventaja competitiva y nos permitió publicar numerosos trabajos en revistas científicas de alto impacto”, recuerda Villalobos.

En 2004, el investigador obtuvo una plaza de científico titular del CSIC. Lucía Núñez obtuvo en 2008 una plaza como profesora titular de Fisiología en la UVa. Con la apertura del actual edificio del IBGM, pusieron en marcha su actual grupo de investigación en fisiopatología del calcio intracelular. Desde entonces han desarrollado numerosos proyectos de investigación del Plan Nacional de I+D+i del Ministerio de Economía y Competitividad, del Instituto de Salud Carlos III y de la Junta de Castilla y León.

Miembros de la Unidad de Quimiopevención y Neuroprotección (UCAN) del IBGM.

Miembros de la Unidad de Quimiopevención y Neuroprotección (UCAN) del IBGM.

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El grupo está formado actualmente por los doctores Carlos Villalobos, Lucia Núñez Llorente, Eva Muñoz Conejero y Javier Núñez Llorente, y cuenta con la colaboración de la catedrática Alicia Gonzalo Ruiz, directora de la Escuela Universitaria de Fisioterapia del Campus de Soria. Este grupo del IBGM será anfitrión del European Calcium Society Meeting que reunirá del 25 al 29 de septiembre en Valladolid a los investigadores más importantes del mundo en torno al calcio.

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