El artículo es realmente espectacular, tanto por la novedad de los descubrimientos como por su calidad, complejidad y relevancia, así como por la cantidad de información original que ofrece y por las nuevas vías y medios de estudio y análisis que pone a disposición de los investigadores para avanzar en este campo.  

Me consta, por compañeros de esta área, que el laboratorio de Juan Valcárcel lleva años persiguiendo completar este estudio, que por su magnitud y complejidad seguro que ha costado un gran esfuerzo y una inversión considerable.  

Realmente consiguen mostrar por primera vez la cartografía del núcleo fundamental del espliceosoma humano. Por su grado de detalle y profundidad, este mapa, junto con las nuevas ‘leyes’ e interacciones moleculares que les ha permitido descubrir, representa un verdadero pilar para consolidar este nuevo campo de estudio que podemos denominar la espliceosómica, en el cual el laboratorio de Valcárcel es un pionero reconocido internacionalmente.  

Hasta ahora conocíamos de modo más o menos parcial o fragmentario cómo influye un número limitado (aunque creciente) de los múltiples componentes del espliceosoma (los factores de splicing) en los mecanismos de funcionamiento del splicing [el proceso de corte y empalme del ARN tras la transcripción del ADN] en el resultado de estos. Sin embargo, con este trabajo han abordado una tarea monumental, reduciendo experimentalmente y de manera sistemática los niveles de 305 proteínas implicadas en el splicing (bien en el núcleo central de la maquinaria, el espliceosoma, o bien en la constelación de factores que interaccionan dinámicamente con el mismo y regulan el proceso de splicing), para después analizar el resultado de la ausencia o disminución de dichas proteínas, es decir, qué tipo de mecanismos de splicing (hay cuatro subtipos fundamentales) aumentan o disminuyen al faltar cada uno de esos 305 factores, lo que en última instancia se traduce en la formación de distintas variantes de proteínas con diferentes funciones. Se sabe que esto desemboca en alteraciones funcionales que pueden provocar enfermedades como el cáncer.  

Como cabe esperar de un estudio que se publica en esta revista, el trabajo presenta multitud de comprobaciones experimentales que confirman los hallazgos con distintos tipos de ensayos, lo cual refrenda su calidad. Además, el estudio encaja magníficamente bien con el conocimiento disponible hasta ahora, al tiempo que aporta numerosos descubrimientos originales y relevantes. Mucho de lo que sabemos de la arquitectura funcional y dinámica del espliceosoma procede de estudios de criomicroscopia electrónica, estudios de interacciones proteicas, anotaciones funcionales y de bases de datos, etc. Este estudio confirma con datos experimentales muchas de las predicciones teóricas realizadas previamente, pero además aporta una notable cantidad de nuevos hallazgos que iluminan relaciones estructurales y funcionales desconocidas hasta ahora y que servirán de base para seguir profundizando en el conocimiento del espliceosoma y descifrando cómo funciona y se regula el proceso de splicing. 

Esto es muy relevante porque la decisión que dentro de una célula toma el espliceosoma para hacer una variante u otra puede determinar que una célula normal se convierta en cancerosa o que una neurona degenere o muera. Por tanto, conocer cómo toma la maquinaria de splicing estas decisiones es crucial para identificar nuevas dianas de tratamiento y desarrollar estrategias terapéuticas originales frente al cáncer, patologías neurodegenerativas o enfermedades infrecuentes (raras).  

El estudio no presenta limitaciones significativas, aunque al abrir tantas nuevas vías genera multitud de incógnitas que deberán ser exploradas a partir de ahora. De hecho, esta es una de las virtudes del trabajo, ofrecer una gran cantidad de información y sentar las bases de un estudio integral de una faceta menos conocida hasta ahora de la vida de las células, cómo deciden transformar la información contenida en un gen, que puede dar lugar a multitud de proteínas distintas, en solo una o unas pocas variantes con una función específica, y cómo se altera este proceso de splicing en las enfermedades.  

Uno de los hallazgos más curiosos e interesantes es la demostración de algo que ya se sospechaba, y es que la maquinaria de splicing tiene una asombrosa capacidad para regularse a sí misma de una manera muy compleja e interconectada. El sentido funcional de esta autorregulación es un reto por descifrar.  

En el futuro, por ejemplo, sería ideal extender también esta estrategia a otros tipos de ARN distintos del ARN mensajero (que codifica proteínas) que también sufren el proceso de splicing pero son aún mucho menos conocidos, pese a la creciente evidencia de su relevancia tanto en condiciones normales como en numerosas enfermedades.   

Asimismo, se vislumbra el reto extraordinario de desplegar y extender los resultados de este estudio para conocer de manera completa e integrada las consecuencias últimas de las alteraciones del splicing en la producción de variantes proteicas con funciones específicas, una tarea que sin duda requerirá abordajes experimentales, tecnológicos y computacionales de gran complejidad.

Se trata de un extraordinario trabajo donde se estudia el espliceosoma humano por el procedimiento de inactivar los componentes genéticos del mismo y, posteriormente, se evalúa su funcionalidad en los transcriptomas correspondientes y las redes de regulación y procesos de decisión asociados que esa maquinaria lleva a cabo. 

Es un estudio fundamental que ayuda a entender, como hasta ahora no se había hecho, el intrincado proceso del procesado alternativo tan propio y fundamental de las células eucariotas. Aquí estudian con una aproximación tan básica de la genética, como es la inactivación sistemática de los componentes, cómo afecta a la función, entendida como el producto que finalmente resulta. Pero este producto lo examinan determinando las complejas redes de interacción del espliceosoma, algo que es una novedad respecto a estudios previos.  

En cuanto a sus implicaciones, en realidad con este estudio se disecciona cómo trabaja esta maquinaria tan fundamental, evaluando en forma muy fina cómo funciona el conjunto y cómo se ve afectado cuando algún componente no lleva a cabo su función, así como los efectos globales que ello tiene. Como los propios autores indican al final de su trabajo, evalúan la fisiología de una maquinaria eucariota, pero también sus efectos patológicos cuando no funciona correctamente.  

El trabajo abre vías de investigación importantes. Los autores se concentran en el espliceosoma humano, pero esta es una maquinaria general en los eucariotas, en modo alguno así de compleja en otras especies. Habría que ver qué ha ocurrido con su evolución.

Imaginemos que nuestra información genética está almacenada en un libro y que sus capítulos son nuestros genes. Los genes contienen la información necesaria para fabricar proteínas, las moléculas que realizan el trabajo real en la célula. Cuando se necesita una proteína, hay que transcribir un capítulo en una molécula que contenga las instrucciones para fabricarla. Sin embargo, al contrario de cómo leemos los libros, siguiendo las páginas secuencialmente, las células necesitan eliminar trozos de páginas antes de que la transcripción tenga sentido. Este proceso se conoce como splicing y está catalizado por el espliceosoma. Y lo que es muy importante, una transcripción dada puede sufrir diversos eventos de splicing, produciendo una molécula que codificará una proteína diferente. Esto se conoce como splicing alternativo (AS) y es el núcleo de muchos esquemas reguladores esenciales. 

Las transcripciones con errores de secuencia de una sola base, o en la cantidad incorrecta, pueden provocar enfermedades y la muerte. Por eso no es de extrañar que el espliceosoma incluya más de cien factores, y que cientos más (en humanos) puedan regularlo. Sin embargo, no está claro cómo funciona toda esta complejidad. ¿Cuál es el código celular que hay detrás del AS? ¿Se puede modificar en nuestro beneficio (por ejemplo, para combatir enfermedades?) Esta pregunta se ha abordado varias veces, y hemos aprendido sobre la función de algunos factores de empalme a nivel genómico o su papel en todos los capítulos (lo que no es poco). Lo que ha faltado ha sido un enfoque más global. En este contexto, el trabajo de Rogalska et al. supone un avance muy significativo en nuestra comprensión del splicing regulado.  

Rogalska et al. han integrado los datos de muchos experimentos, cada uno de los cuales es el resultado de la acción del espliceosoma (conocido como ‘transcriptoma’) cuando falta uno de sus componentes o uno de los reguladores del splicing. Cada transcriptoma se define por el tipo y la frecuencia de los conjuntos eliminados. Así, si la falta de dos factores da lugar a transcriptomas similares, estos factores deben estar funcionalmente relacionados. Siguiendo este razonamiento, y en un verdadero tour de force, han sido capaces de producir una serie de mapas basados en la cercanía entre transcriptomas. Estos mapas, o redes de factores relacionados, ofrecen un plano de los trabajos internos del espliceosoma y de cómo pueden regularse. Y lo que es más importante, son coherentes con los conocimientos previos sobre el espliceosoma, lo que da un fuerte respaldo a las importantes predicciones que pueden hacerse. 

Ejemplos de estos hallazgos son la función reguladora de factores espliceosómicos que se creían conocidos desde hace tiempo o la vinculación de resultados específicos a factores reguladores del empalme (sin duda muy relevantes para la investigación farmacéutica). Seguramente habrá más, a medida que sus mapas de interacción se apliquen a otras cuestiones. El grupo de Juan Valcárcel ha demostrado en numerosas ocasiones cómo la dedicación y el coraje para abordar cuestiones complejas pueden conducir a descubrimientos significativos.  

Es importante tener en cuenta que este anteproyecto se basa en la observación de los transcriptomas tras un tratamiento concreto de las células. ¿Qué otros planos generarán otros tratamientos? ¿Qué solidez tienen? La aleccionadora realidad es que aún estamos lejos de comprender plenamente cómo funcionan genomas como el nuestro. Sin ello, no podremos luchar adecuadamente contra las enfermedades. El trabajo de Rogalska et al. supone un paso importante hacia este objetivo. 

En resumen, Rogalska et al. han proporcionado un plano de cómo la colección celular de mensajes para fabricar proteínas (transcriptoma) se ve afectada por cambios en la maquinaria que la fabrica. Este plano incluye el impacto de cientos de factores, lo que proporciona una herramienta muy valiosa para desarrollar fármacos que puedan restaurar el transcriptoma adecuado. Para ello habrá que seguir investigando, pero disponer de un plano de los efectos y sus interacciones será muy valioso.