Los científicos españoles han descubierto que cuando los ratones son modificados genéticamente, aumenta la longitud de los telómeros en sus células. Esto les permite alargar su vida, sin embargo, es necesario acudir a algunos trucos para que un monstruo real no aparezca en la luz blanca. "Lenta.ru" habla de un método arriesgado para rejuvenecer las células envejecidas.
Los telómeros son los extremos de los cromosomas, que se forman mediante secciones repetidas de ADN, que constan de seis nucleótidos (TTAGGG). A pesar de su aparente inutilidad, cumplen una función muy importante. El caso es que cuando las células se dividen, los cromosomas comienzan a copiarse, pero este proceso no pasa sin dejar rastro para ellos. En los cromosomas nuevos, los extremos son siempre un poco más cortos que en los parentales. Los telómeros desempeñan el papel de tapas protectoras porque no contienen información genética importante.
Sin embargo, con cada generación de células, los telómeros se acortan cada vez más hasta que ocurre un momento crítico, llamado límite de Hayflick. Las células, habiendo alcanzado este límite, ya no se dividen y mueren.
Algunas células (madre, sexo y algunas otras) pueden aumentar la longitud de sus telómeros. Esto se debe a una enzima llamada telomerasa endógena. Agrega el mismo fragmento TTAGGG al final de los cromosomas, y si aumenta su cantidad en las células, entonces pueden dividirse indefinidamente, superando el límite de Hayflick.
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Las células madre del cuerpo adulto también envejecen gradualmente, ya que en ellas no se produce mucha telomerasa. Sin embargo, es suficiente que los organismos vivos existan durante muchos años, sanando sus heridas una y otra vez.
Cuando se daña el tejido biológico, se inician los procesos de su regeneración. Las células madre se dividen para convertirse en células somáticas (corporales) normales. Tal "descendencia" no sólo pierde pluripotencia, es decir, la capacidad de transformarse (diferenciarse), sino que también pierde la capacidad de sintetizar telomerasa. El cuerpo, por lo tanto, permite que solo ciertos grupos de células se dividan indefinidamente, ya que de lo contrario el riesgo de tumores cancerosos aumentaría de manera múltiple.
Células madre embrionarias
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Foto: Nissim Benvenisty / Wikimedia
¿Qué convierte a las células madre en normales? Aunque los mismos genes se encuentran en todas las células del cuerpo, algunos de ellos pueden desactivarse en cierto tipo de tejido. Por ejemplo, en los tejidos nerviosos del cerebro, a través de los cuales pasan los impulsos eléctricos, funciona un conjunto de genes, y en los islotes de Langerhans, que están en el páncreas y producen insulina, otro. Un sistema de nivel superior que consta de factores epigenéticos (moléculas que se adhieren al ADN y regulan sus funciones) activa y desactiva los genes. Todo el conjunto de factores unidos a la doble hélice forma un epigenoma y, naturalmente, es diferente en cada tipo de tejido.
De esto se deduce una conclusión lógica: para convertir una célula nuevamente en una célula madre, es necesario cambiarla con un epigenoma, en otras palabras, reprogramarla. Esto se puede lograr mediante la introducción de cuatro compuestos específicos llamados factores de Yamanaka (OSKM - Oct4, Klf4, Sox2 y c-Myc). También participan en la regulación epigenética, manteniendo la capacidad de las células para diferenciarse. Fueron utilizados por primera vez en 2006 por el investigador japonés Shinya Yamanaka, quien pudo transformar fibroblastos en células madre inducidas (células iPS). Por ello, en 2012, el científico recibió el Premio Nobel.
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Yamanaka realmente rejuveneció las células individuales reprogramándolas a nivel epigenético e iniciando el proceso de desdiferenciación. Surge la pregunta: ¿es posible hacer lo mismo con un organismo completo, al menos con un ratón? El problema es que al hacer esto estamos rompiendo el pacto "no debería haber muchas células madre", porque, como ya se mencionó, aumenta el riesgo de cáncer. Además, no tiene sentido transformar órganos y tejidos en grupos de células iPS homogéneas: el cuerpo simplemente morirá. Otra dificultad radica en el hecho de que las células madre inducidas pueden convertirse espontáneamente en teratomas (del griego antiguo τέρατος - "monstruo") - tumores en forma de órganos subdesarrollados, como dientes, ojos o incluso el cerebro.
Sin embargo, resultó que es muy posible evitar los tumores. Por lo tanto, no puede convertir las células somáticas en células madre, privándolas de su funcionalidad, sino activar brevemente los factores de Yamanaka para rejuvenecer ligeramente los tejidos. Para hacer esto, los científicos han creado ratones transgénicos, insertando un casete con un conjunto de genes sucesivos que codifican OSKM en su ADN. El casete, llamado casete policistrónico (cistrón es lo mismo que un gen), se enciende en presencia del antibiótico semisintético doxiciclina. De ese modo, se producen factores de Yamanaka. Sin un antibiótico, la reprogramación se detendrá.
Telomerasa (puntos verdes) en el páncreas de ratones GM
Foto: Maria A. Blasco / CNIO
Investigadores españoles, al estudiar los cambios en los telómeros en ratones reprogramados, decidieron no complicar la tarea. Para sus propósitos, fue suficiente activar el casete policistrónico y rastrear lo que sucede en los extremos de los cromosomas. La presencia de teratomas y displasias en tejidos animales indicó que la reprogramación fue exitosa.
Los científicos han descubierto que cuando las células somáticas se convierten en telómeros madre, se alargan. Esto es lógico, considerando que las células iPS se pueden dividir indefinidamente. Además, los investigadores han determinado que la telomerasa juega un papel importante en esto.
Hasta ahora, los genetistas no tenían evidencia de que sea posible inducir telomerasa endógena en un organismo adulto utilizando factores epigenéticos. Pero esto es exactamente lo que sucede. Los factores de Yamanaka parecen cambiar las cascadas de genes, activando finalmente la enzima alargadora de los telómeros.
Células cancerosas HeLa
Foto: dominio público / Wikimedia
Un proceso similar acompaña no solo a la reprogramación de las células somáticas, sino también a su malignidad. Las células cancerosas tienen mucho en común con las células madre. Ella puede compartir indefinidamente. El ejemplo más famoso son las células HeLa "inmortales". Fueron aislados en 1951 de un tumor del cuello uterino de una paciente Henrietta Lacks, que murió el mismo año, y todavía se utilizan en numerosos experimentos.
Las células cancerosas también son esencialmente células somáticas reprogramadas. Según los científicos, se producen cambios similares con los telómeros en ellos. Por tanto, los estudios con células iPS revelarán los detalles de los procesos moleculares que tienen lugar durante la formación de tumores.
Alexander Enikeev
