Revista de Bioquímica y Biología Celular

Abstracto

Una nueva era en la investigación toxicológica: biología de sistemas y biología sintética Funciones biológicas de la calreticulina en el cáncer

Yang Jinxi

La biología de sistemas y la biología sintética son disciplinas emergentes que se utilizan cada vez más en diversas áreas de las biociencias. La toxicología está empezando a beneficiarse de la biología de sistemas y creemos que se beneficiará de la biología sintética en el futuro. Como resultado, se vislumbra una nueva época. Esta revisión demuestra cómo se puede utilizar un conjunto de técnicas y herramientas novedosas para comprender mejor los problemas complejos de salud y toxicología. Analizamos las limitaciones de los enfoques computacionales tradicionales para la investigación toxicológica y epidemiológica, utilizando como ejemplo los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y sus efectos sobre los resultados adversos del nacimiento. Analizamos cómo la toxicología de sistemas (y sus subdisciplinas, la toxicología genómica, proteómica y metabolómica) pueden ayudar a superar dichas limitaciones. Analizamos específicamente los beneficios y los inconvenientes de los marcos matemáticos que representan computacionalmente los sistemas biológicos. Finalmente, analizamos la disciplina emergente de la biología sintética y destacamos las aplicaciones toxicológicas relevantes de esta técnica, como los avances en la medicina personalizada. Concluimos esta revisión destacando varias oportunidades y desafíos que pueden dar forma al futuro de estas disciplinas en rápida evolución.

La calreticulina es una proteína chaperona del retículo endoplasmático que participa en diversos procesos celulares. En 1974 se descubrió que era una proteína que se une al Ca2+. La calreticulina parece tener un impacto significativo en el desarrollo de varios tipos de cáncer, y su efecto en la formación y progresión de tumores puede variar según el tipo de célula y el estadio clínico. Se cree que la calreticulina en la superficie celular es una señal de "cómeme" que promueve la captación fagocítica de células cancerosas por parte del sistema inmunitario. Además, varios estudios muestran que la manipulación de los niveles de calreticulina tiene un impacto significativo en la proliferación, la angiogénesis y la diferenciación de las células cancerosas. Además de la inmunogenicidad y la tumorigénesis, se han descrito interacciones entre la calreticulina y las integrinas durante la adhesión celular, que es un proceso importante en la metástasis del cáncer. Las integrinas son receptores transmembrana heterodímeros que conectan la matriz extracelular con el citoesqueleto intracelular e inician la señalización de dentro hacia fuera o de fuera hacia dentro. Cada vez hay más evidencias que sugieren que la unión de proteínas a integrinas puede influir en las interacciones integrinas-citoesqueleto y, por lo tanto, en la capacidad de adhesión celular. En este estudio, analizamos las funciones biológicas de la calreticulina y resumimos los posibles mecanismos por los cuales la calreticulina regula la estabilidad del ARNm y, por lo tanto, contribuye a la metástasis del cáncer.