Investigadores de la Universidad de Rutgers (Estados Unidos) han hallado la forma de incorporar selenio, un oligoelemento esencial que se encuentra en el suelo, el agua y algunos alimentos y que aumenta los efectos antioxidantes en el cuerpo, a 25 proteínas especializadas, lo que podría ayudar a desarrollar nuevos terapias para tratar enfermedades como el cáncer o la diabetes.

La investigación, publicada en la revista Science , incluye la descripción más profunda hasta el momento del proceso por el cual el selenio llega a donde debe estar en las células, lo cual es crucial para muchos aspectos de la biología celular y del organismo. Primero, el selenio se encapsula dentro de la selenocisteína (Sec), un aminoácido esencial. Posteriormente, Sec se incorpora a 25 de las llamadas selenoproteínas, todas ellas clave en diversos procesos celulares y metabólicos.

«Este trabajo reveló estructuras que nunca antes se habían visto, algunas de las cuales son únicas en toda la biología», han dicho los expertos, quienes han podido visualizar los mecanismos celulares mediante el uso de un microscopio crioelectrónico especializado, que utiliza haces de electrones en lugar de luz para formar imágenes tridimensionales de formaciones biológicas complejas con una resolución casi atómica.

El proceso utiliza muestras congeladas de complejos moleculares y luego aplica un procesamiento de imágenes sofisticado, empleando la gran potencia informática actual para unir miles de imágenes para producir secciones transversales tridimensionales e, incluso, animaciones stop-motion que transmiten una sensación de movimiento dentro de las biomoléculas.

Como resultado, los científicos pueden ver representaciones de la intrincada estructura de proteínas y otras biomoléculas e, incluso, cómo estas estructuras se mueven y cambian a medida que funcionan como máquinas celulares.

La incorporación de selenio tiene lugar en lo profundo de la intrincada maquinaria de una célula individual. Los científicos ya sabían qué proteínas y moléculas de ARN, un ácido nucleico presente en todas las células involucradas en la producción de proteínas, permitían el proceso.

Sin embargo, no pudieron discernir el paso crítico de cómo estos factores trabajaron en conjunto para completar el ciclo, dictando la función del ribosoma de la célula, una gran máquina macromolecular que se une al ARN para producir más proteínas. Lo que encontraron fue que los procesos que ocurren no son como los que se entiende que tienen lugar en cualquier otra parte del cuerpo humano.

Una vez que Sec se instala en las selenoproteínas, las proteínas realizan una amplia gama de funciones vitales necesarias para el crecimiento y el desarrollo. Producen nucleótidos, los componentes básicos del ADN; descomponen o almacenan grasa para obtener energía; crean membranas celulares; producen la hormona tiroidea, que controla el metabolismo del cuerpo humano; y responden a lo que se conoce como estrés oxidativo mediante la desintoxicación de subproductos químicamente reactivos en las células.

Cuando se interrumpe la producción de selenoproteínas, pueden surgir enfermedades y trastornos como el cáncer, las enfermedades cardíacas, la infertilidad masculina, la diabetes y el hipotiroidismo. «Comprender el mecanismo por el cual se incorpora Sec es una parte fundamental del desarrollo de nuevas terapias para una multitud de estados de enfermedad», han zanjado los expertos.