Vicepresidente sénior, director científico
Profesor
Laboratorio de Biología Molecular y Celular
Silla Donald y Darlene Shiley
Así como cada fotocopia de una copia se vuelve un poco menos nítida que la última versión, cada vez que una célula copia su material genético, pierde algunos detalles de los extremos de cada cromosoma. Estos extremos, llamados telómeros, eventualmente se erosionan y exponen los genes vitales al desgaste, impidiendo que una célula crezca o causando que muera. Los telómeros regulan los límites proliferativos importantes y limitan el potencial de crecimiento celular y, como consecuencia, inhiben la formación de cáncer.
Sin embargo, en muchas células cancerosas, los telómeros se reconstruyen constantemente, lo que dota a la célula de inmortalidad. De manera similar, la capacidad de la célula para reparar el ADN roto disminuye con la edad, lo que lleva a la acumulación de mutaciones y enfermedades asociadas con la edad. Si los científicos pueden determinar cómo detener esta extensión de los telómeros y mejorar la reparación del ADN durante el envejecimiento, es posible que puedan hacer que las células cancerosas mueran o que sean más susceptibles a los medicamentos. Por otro lado, mantener los telómeros intactos y mejorar la reparación del ADN podría tratar los síndromes de envejecimiento prematuro. Pero primero, los investigadores deben comprender los entresijos complejos de la función normal de los telómeros y la regulación de la reparación del ADN.
Jan Karlseder estudia el papel de los telómeros a lo largo del ciclo proliferativo de una célula, desde el momento en que la célula comienza a copiar su material genético hasta el momento en que se divide en dos nuevas células, así como a lo largo de la vida de la célula, desde que emerge una célula joven a través de la división celular. a cuando una célula antigua se “retira” permanentemente (se vuelve senescente) o muere.
Los límites de división celular, como los que establece el acortamiento de los telómeros, son esenciales para restringir la división celular descontrolada y, por lo tanto, prevenir la formación de cáncer. Los dos límites fundamentales que impiden que las células humanas primarias se vuelvan cancerosas son: la senescencia replicativa, una especie de retiro celular en el que las células dejan de dividirse, y la crisis, un estado que conduce a la muerte celular. Si bien estos límites se habían reconocido durante décadas, no estaba claro cómo las células se vuelven senescentes y qué sucede cuando las células siguen dividiéndose cuando deberían envejecer.
Al descubrir y definir claramente los mecanismos que regulan la división celular de las células humanas primarias (células extraídas de tejido vivo, como una biopsia), el laboratorio de Karlseder ha expuesto vías novedosas durante las etapas más tempranas de la formación del cáncer, que pueden generar posibles intervenciones.
El laboratorio de Karlseder descubrió que la muerte celular en crisis es ejecutada por la maquinaria de macroautofagia, un mecanismo de reciclaje celular, que revela una nueva vía de supresión de tumores.
Tras el bypass de la senescencia, los telómeros se acortan aún más, hasta que los cromosomas se fusionan. Karlseder y su equipo descubrieron que estos telómeros fusionados activan un punto de control celular (ensamblaje del huso) que hace que se detenga la división celular mitótica, durante el cual se amplifica la señal de daño y provoca la muerte celular en un solo ciclo celular.
Su laboratorio descubrió que los telómeros se mueven hacia el borde exterior del núcleo de la célula después de haber sido duplicados. Los hallazgos revelan cómo se regulan nuestros genes y cómo se alteran los programas de expresión génica durante la división celular, un paso importante para comprender el envejecimiento y las enfermedades que se derivan de mutaciones genéticas, como el cáncer.
BS, Biología, Universidad de Innsbruck, Austria
PhD, Biología Molecular, Universidad de Viena
Beca Postdoctoral, The Rockefeller University, NY
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