Un equipo internacional, del que participó el investigador del CONICET Juan Pablo Nicola, logró dilucidar la estructura tridimensional del transportador de ioduro (NIS), proteína involucrada en la producción de las hormonas tiroideas consideradas absolutamente esenciales para el desarrollo y la maduración del sistema nervioso central, entre otros, y para el metabolismo celular en prácticamente todos los tejidos del cuerpo humano. Los resultados del trabajo se describen en la prestigiosa revista científica Nature.

La proteína NIS media la acumulación del oligoelemento ioduro, que es incorporado al organismo mediante la dieta, a la célula folicular tiroidea constituyendo el primer paso en la producción de las hormonas tiroideas. Defectos genéticos en el gen que codifica esta proteína causa hipotiroidismo congénito, ya que la célula folicular tiroidea no puede incorporar el ioduro necesario para la síntesis hormonal. En la actualidad, la pesquisa neonatal es fundamental para la detección temprana de la enfermedad y la instauración terapéutica de reemplazo hormonal para evitar discapacidad cognitiva.

NIS es una molécula de relevancia traslacional por sus aplicaciones que van desde estudios de imágenes hasta el tratamiento del cáncer. “De hecho, la capacidad de la célula tiroidea de acumular ioduro radiactivo sentó las bases moleculares para el tratamiento de cáncer diferenciado de tiroides. En consecuencia, no hay duda de que la determinación de la estructura tridimensional de NIS tendrá un impacto profundo en terapia génica en vista de las diferentes aplicaciones que ofrece, diagnóstico, monitoreo y tratamiento utilizando moléculas radiactivas seguras acumuladas por el transportador”, indica Nicola, investigador del Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología (CIBICI, CONICET-Universidad Nacional de Córdoba).

Minuciosa descripción estructural

Nicola realizó estudios posdoctorales en el laboratorio de Nancy Carrasco, líder del trabajo publicado en Nature e investigadora de la Universidad Vanderbilt, en Nashville (Estados Unidos), con el objetivo de dilucidar las bases moleculares del transporte de ioduro.

Los autores y autoras de la investigación purificaron la molécula de NIS de rata, similar en un 89% a la proteína en humanos, y lograron describir con un alto nivel de detalle la estructura tridimensional de la proteína utilizando microscopía crioelectrónica.

“Pudimos estudiar estructuralmente la proteína en diferentes conformaciones del ciclo de transporte. Complementariamente combinando estudios funcionales y análisis informáticos develamos los sitios de interacción de los sustratos, particularmente el ioduro y el sodio, con la proteína”, explica el investigador del CONICET. Y agrega: “En resumen, obtuvimos información acerca de cómo NIS selecciona, acopla y transloca sus sustratos, estableciendo así un marco para comprender cómo funciona el transportador y cómo defectos en su secuencia causan hipotiroidismo congénito”.

Los hallazgos de este estudio tienen implicancias futuras para el tratamiento de pacientes con cáncer de tiroides y otros tipos de cáncer. “El estudio brinda información para el desarrollo de terapias génicas donde la ingeniería de moléculas podría utilizarse para tratar efectivamente una amplia variedad de enfermedades oncológicas, más allá del cáncer de tiroides”, concluye Nicola.

Referencia bibliográfica:

Ravera, S., Nicola, J. P., Simone, S. D., Sigworth, F. J., Karakas, E., Amzel, L. M., … & Carrasco, N. Structural insights into the mechanism of the sodium/iodide symporter. Nature 2022; 612(7941):795-801.

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05530-2