Ciencia
Descubren cómo las células se vuelven “zombis” y aceleran el envejecimiento
Con la edad, pierden su capacidad para dividirse y contribuyen a la aparición de enfermedades degenerativas. Científicos hallaron qué es lo que apresura la senescencia en el organismo
Un reciente estudio descubrió el mecanismo a través del cual se desarrollan las células senescentes. Son aquellas que perdieron su capacidad de dividirse, y aumentan su proporción en el cuerpo humano con el paso de los años. Contribuyen de manera importante a la aparición de las enfermedades relacionadas con la edad, como el cáncer, la demencia y las enfermedades cardiovasculares.
Investigadores de la Universidad de Pittsburgh y el Centro de Cáncer UPMC Hillman demostraron que el estrés oxidativo es una de las principales causas de la senescencia celular y contribuye a la etiología de numerosas enfermedades humanas.
En un estudio publicado recientemente en la revista Nature Structural & Molecular Biology, los investigadores vieron que el daño oxidativo en los telómeros -las puntas protectoras de los cromosomas que se comportan como tapas de plástico al final de un cordón de zapato- puede causar senescencia celular.
“Se ha propuesto que el daño oxidativo al ADN telomérico causa senescencia prematura al acelerar el acortamiento de los telómeros”, aseguraron los autores en la publicación de sus conclusiones. Y sus descubrimientos podrían traducirse en nuevos tratamientos que promuevan un envejecimiento saludable o combatan enfermedades como el cáncer.
Patricia Opresko, Ph.D. es profesora de salud ambiental y ocupacional y de farmacología y biología química en la Universidad de Pittsburgh y sostuvo que “las células zombis (tal como dieron en llamar a las células senescentes por su incapacidad para dividirse) todavía están vivas, pero no pueden dividirse, por lo que no ayudan a reponer los tejidos”.
Según ahondó la autora principal del trabajo, “las células zombis secretan activamente sustancias químicas que promueven la inflamación y dañan las células vecinas”. Su estudio se abocó, así, a responder dos grandes preguntas: ¿Cómo se acumulan las células senescentes con la edad y cómo contribuyen los telómeros a eso?
Cuando una célula humana sana se divide para crear dos células idénticas, se elimina un poco de ADN de la punta de cada cromosoma, lo que hace que los telómeros se acorten con cada división. Sin embargo, se desconoce si una célula puede dividirse con tanta frecuencia durante la vida de una persona que sus telómeros se degradan por completo, lo que da como resultado una condición similar a la de un zombi. Durante décadas, los científicos han sabido que el acortamiento de los telómeros provoca la senescencia en las células cultivadas en laboratorio, pero sólo podían suponer que el daño del ADN en los telómeros podría convertir a las células en zombis.
Esta hipótesis no se pudo probar previamente ya que las técnicas utilizadas para dañar el ADN no eran específicas, creando lesiones en todo el cromosoma.
Ahora, para probarlo, los investigadores usaron una herramienta quimioptogenética de precisión para producir la lesión común 8-oxo-guanina (una de las lesiones de ADN más comunes que resultan en la guanina, una de las cuatro bases nitrogenadas del ADN más sensibles a la oxidación) exclusivamente en los telómeros en fibroblastos humanos y células epiteliales.
“Nuestra nueva herramienta es como un francotirador molecular -explicó el primer autor Ryan Barnes, Ph.D., becario postdoctoral en el laboratorio de Opresko-. Crea daño oxidativo exclusivamente en los telómeros”.
Usando células humanas cultivadas en una placa, los investigadores encontraron que el daño en los telómeros condujo a las células a un estado “zombi” después de sólo cuatro días, mucho más rápido que las semanas o meses de divisiones celulares repetidas que se necesitan para inducir la senescencia mediante el acortamiento de los telómeros en el laboratorio.
“Encontramos un nuevo mecanismo para inducir células senescentes que depende completamente de los telómeros”, explicó Opresko, quien también codirige el Programa de Estabilidad del Genoma en UPMC Hillman. Y agregó que “estos hallazgos también resuelven el enigma de por qué los telómeros disfuncionales no siempre son más cortos que los funcionales”.
La luz solar, el alcohol, el tabaquismo, la mala alimentación y otros factores generan moléculas de oxígeno reactivas que dañan el ADN.
Y si bien las células tienen vías de reparación para reparar las lesiones del ADN, según Opresko, los telómeros son “exquisitamente sensibles” al daño oxidativo. Los investigadores encontraron que el daño en los telómeros interrumpió la replicación del ADN e indujo vías de señalización de estrés que condujeron a la senescencia.
“Ahora que entendemos este mecanismo, podemos comenzar a probar intervenciones para prevenir la senescencia”, señaló Barnes, para quien, “por ejemplo, tal vez haya formas de dirigir los antioxidantes a los telómeros para protegerlos del daño oxidativo”.