Los científicos descubren un interruptor de encendido/apagado para las células envejecidas

Los científicos descubren un interruptor de encendido/apagado para las células envejecidas

El interruptor controla el crecimiento de los telómeros, los cronometradores de las células.

LA JOLLA–Los científicos del Instituto Salk han descubierto un “interruptor” de encendido y apagado en las células que puede ser la clave para un envejecimiento saludable. Este cambio apunta a una forma de alentar a las células sanas a seguir dividiéndose y generando, por ejemplo, nuevo tejido pulmonar o hepático, incluso en la vejez.

En nuestros cuerpos, las células recién divididas reponen constantemente los pulmones, la piel, el hígado y otros órganos. Sin embargo, la mayoría de las células humanas no pueden dividirse indefinidamente; con cada división, se acorta un cronómetro celular en los extremos de los cromosomas. Cuando este cronómetro, llamado telómero, se acorta demasiado, las células ya no pueden dividirse, lo que provoca la degeneración de órganos y tejidos, como sucede a menudo en la vejez. Pero hay una forma de evitar esta cuenta regresiva: algunas células producen una enzima llamada telomerasa, que reconstruye los telómeros y permite que las células se dividan indefinidamente.

En un nuevo estudio publicado el 19 de septiembre en la revista Genes y desarrollo, los científicos del Instituto Salk han descubierto que la telomerasa, incluso cuando está presente, se puede desactivar.

Victoria Lundblad y Timothy Tucey

Haga clic aquí para una imagen de alta resolución.

Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

"Estudios anteriores habían sugerido que una vez ensamblada, la telomerasa está disponible siempre que se necesita", dice el autor principal. Victoria Lundblad, profesor y titular de la cátedra Ralph S. y Becky O'Connor de Salk. "Nos sorprendió descubrir, en cambio, que la telomerasa tiene lo que es, en esencia, un interruptor de 'apagado', mediante el cual se desarma".

Comprender cómo se puede manipular este interruptor de "apagado" (lo que ralentiza el proceso de acortamiento de los telómeros) podría conducir a tratamientos para enfermedades de envejecimiento (por ejemplo, regenerar órganos vitales más adelante en la vida).

Lundblad y el primer autor y estudiante graduado Timothy Tucey realizaron sus estudios en la levadura Saccharomyces cerevisiae, la misma levadura utilizada para hacer vino y pan. Previamente, el grupo de Lundblad usó este simple organismo unicelular para revelar numerosas ideas sobre la telomerasa y sentar las bases para guiar hallazgos similares en células humanas.

“Queríamos poder estudiar cada componente del complejo de la telomerasa, pero resultó que no fue una tarea sencilla”, dijo Tucey. Tucey desarrolló una estrategia que le permitió observar cada componente durante el crecimiento y la división celular a una resolución muy alta, lo que llevó a un conjunto inesperado de descubrimientos sobre cómo y cuándo se ensambla esta máquina dedicada a los telómeros.

Cada vez que una célula se divide, se debe duplicar todo su genoma. Mientras se lleva a cabo esta duplicación, Tucey descubrió que la telomerasa se asienta como un complejo de "preensamblaje", al que le falta una subunidad molecular crítica. Pero cuando el genoma se ha duplicado por completo, la subunidad faltante se une a sus compañeros para formar un complejo de telomerasa completamente activo, momento en el cual la telomerasa puede reponer los extremos de los cromosomas erosionados y asegurar una división celular sólida.

Sorprendentemente, sin embargo, Tucey y Lundblad demostraron que inmediatamente después de ensamblar el complejo de telomerasa completo, se desensambla rápidamente para formar un complejo de "desensamblaje" inactivo, esencialmente cambiando el interruptor a la posición de "apagado". Especulan que esta vía de desmontaje puede proporcionar un medio para mantener la telomerasa en niveles excepcionalmente bajos dentro de la célula. Aunque la erosión de los telómeros en las células normales puede contribuir al proceso de envejecimiento, las células cancerosas, por el contrario, dependen de niveles elevados de telomerasa para garantizar un crecimiento celular no regulado. El interruptor de "apagado" descubierto por Tucey y Lundblad puede ayudar a mantener la actividad de la telomerasa por debajo de este umbral.

Esta investigación fue apoyada por el Los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Fritz B. Burns y una Beca de la Fundación Rose Hills.

Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:
El Instituto Salk de Estudios Biológicos es una de las instituciones de investigación básica más importantes del mundo, donde profesores de renombre internacional investigan cuestiones fundamentales de las ciencias de la vida en un entorno único, colaborativo y creativo. Centrados tanto en el descubrimiento como en la orientación de futuras generaciones de investigadores, los científicos de Salk realizan contribuciones innovadoras a nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento, el Alzheimer, la diabetes y las enfermedades infecciosas mediante el estudio de la neurociencia, la genética, la biología celular y vegetal y disciplinas relacionadas.

Los logros de la facultad han sido reconocidos con numerosos honores, incluidos premios Nobel y membresías en la Academia Nacional de Ciencias. Fundado en 1960 por el pionero de la vacuna contra la polio Jonas Salk, MD, el Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico.