Una nueva investigación de la Universidad de Maryland y los Institutos Nacionales de Salud revela un nuevo papel para la enzima telomerasa. El único papel conocido de la telomerasa en el tejido normal era proteger ciertas células que se dividen regularmente, como las células embrionarias, los espermatozoides, el tallo adultocélulas y células inmunes. Los científicos pensaron que la telomerasa estaba desactivada en todas las demás células, excepto en los tumores cancerosos donde promueve la división celular ilimitada.
El nuevo estudio encontró que la telomerasa se reactiva en células adultas normales en un punto crítico del proceso de envejecimiento. Justo antes de la muerte celular, una explosión de telomerasa amortigua las células del estrés del envejecimiento, ralentiza el proceso y reduce el daño del ADN que podría conducir acáncer. El estudio fue publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias el 2 de septiembre de 2019.
"Este estudio reestructura la comprensión actual de la función de la telomerasa en las células normales", dijo Kan Cao, autor principal del estudio y profesor asociado de biología celular y genética molecular en la UMD. "Nuestro trabajo muestra, por primera vez, queHay un papel para la telomerasa en las células adultas más allá de promover la formación de tumores. Ahora podemos decir que la activación regulada de la telomerasa en un punto crítico en el ciclo de vida de una célula cumple una función importante ".
La telomerasa previene el acortamiento de los telómeros, una estructura de ADN-proteína especializada al final de los cromosomas de una célula que protege a los cromosomas del daño. La telomerasa juega un papel crítico durante el desarrollo embrionario y la diferenciación de células madre, cuando las células se dividen profusamente. En condiciones normaleslas células adultas, la telomerasa se apaga y los telómeros se acortan con cada división celular hasta que alcanzan una longitud crítica. A la longitud crítica del telómero, las células dejan de dividirse y mueren o experimentan daños en el ADN que podrían causar tumores malignos.
Antes de este nuevo trabajo, los científicos pensaban que la expresión de la telomerasa en la mayoría de las células adultas solo podía conducir a una división celular ilimitada como la que se ve en los tumores cancerosos.
Cao y sus colegas sospecharon que la telomerasa puede tener una función en las células adultas cuando observaron diferencias dramáticas en el laboratorio entre ratones hermanos con telómeros acortados. Los ratones eran la progenie de ratones de tipo salvaje y ratones genéticamente modificados que habían sido criados por muchosgeneraciones sin la capacidad de producir telomerasa. Todos los hermanos tenían telómeros anormalmente cortos, pero los investigadores descubrieron que los ratones que no habían heredado el gen para producir telomerasa de sus progenitores de tipo salvaje exhibían una vida útil más corta, atrofia progresiva de los tejidos y cánceres espontáneos.
Para comprender lo que estaba sucediendo, Cao y sus colegas compararon las células de la piel de los ratones hermanos y descubrieron que si bien ambas líneas celulares tenían telómeros comparativamente cortos, las células de los ratones con deficiencia de telomerasa dejaron de dividirse antes y tuvieron más transformaciones malignas que las células dehermanos que produjeron telomerasa.
Además, los investigadores descubrieron que a medida que las células de la piel de ratones sin deficiencia de telomerasa se acercaban a la longitud crítica de los telómeros, naturalmente producían una explosión de telomerasa, lo que ralentizaba el proceso de acortamiento de los telómeros y reducía la cantidad de daño en el ADN que podría conducir acáncer. Según Cao, estos resultados sugieren que la telomerasa expresada cerca del final de la vida útil de una célula suavizó el golpe del envejecimiento y condujo a una muerte celular más gradual.
Los investigadores también encontraron que la reactivación del gen para expresar la telomerasa en las células con deficiencia de telomerasa los rescató, prolongando su capacidad para dividirse y reduciendo el daño en el ADN.
Para ver si lo que observaron en ratones era cierto para los humanos, el equipo realizó estudios de laboratorio en células de la piel humana. Los investigadores descubrieron que las células humanas también expresaban la telomerasa a medida que se acercaban a la longitud crítica de los telómeros. Además, las células de la piel humana que no pudieronpara expresar la telomerasa alcanzó la longitud crítica de los telómeros con mayor rapidez y mostró significativamente más daño al ADN que los que expresaron la telomerasa.
Cao dijo que el siguiente paso para los investigadores es descubrir cómo se activa la expresión de la telomerasa a medida que las células se acercan a la longitud crítica de los telómeros y explorar los mecanismos subyacentes por los cuales la telomerasa actúa como un amortiguador contra el estrés de acortar los telómeros.
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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