Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Arizona desafió la comprensión tradicional del sueño celular y descubrió nueva información que podría conducir a intervenciones en el proceso de envejecimiento.
A medida que envejecemos, más y más células entran en un estado similar al coma, llamado senescencia, y ya no pueden dividirse. La acumulación de células senescentes altera la función normal de los tejidos, lo que promueve aún más el envejecimiento. Por el contrario, muchas otras células de nuestraEl cuerpo existe en un estado similar al del sueño, llamado quiescencia. Estas células pueden despertarse para dividirse en respuesta a un desencadenante, como una herida, por ejemplo. La quiescencia reversible es fundamental para la reparación y estabilidad de los tejidos.
El equipo descubrió que, contrariamente a la comprensión tradicional, a medida que las células caen en un sueño profundo, corren el riesgo de apagarse por completo.
"Antes, la gente pensaba que las células dormían para protegerse de entrar en un estado similar al coma, pensando que estas dos cosas son opuestas", dijo el coautor del artículo Guang Yao, profesor asociado en el Departamento de Biología Molecular y Celular, quien dirigeel laboratorio que produjo la investigación. "Pero hemos demostrado que el sueño tiene diferentes niveles, y si es demasiado profundo, eventualmente entrará en un estado de apagado similar al coma".
Los investigadores también descubrieron que los patrones de expresión genética pueden indicar qué tan profundamente está durmiendo una célula. Aprender a manipular la profundidad del sueño celular podría conducir a intervenciones de envejecimiento.
"Si comprende la mecánica del envejecimiento, es posible que pueda revertirlo o retrasarlo", dijo Kotaro Fujimaki, estudiante de doctorado y primer autor del artículo publicado hoy en la revista revisada por pares Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Los investigadores empujaron gradualmente a las células a un sueño cada vez más profundo utilizando productos farmacéuticos. Los patrones de expresión genética revelaron que a medida que el sueño celular se profundizaba, su capacidad para descomponer y reciclar el material celular, llamada función de autofagia lisosomal, también disminuyó.inestabilidad química y estrés, que eventualmente pueden causar un estado similar al coma.
Alternativamente, cuando los investigadores pusieron en marcha esta función de reciclaje celular, observaron una reducción del estrés celular. Las células también se movieron progresivamente hacia un sueño menos profundo, lo que las hizo más fáciles de despertar y dividir.
"Al cambiar esta función de reciclador, podemos modular la profundidad del sueño celular", dijo Fujimaki.
Al analizar cómo cambiaban los patrones de expresión genética a medida que las células entraban en un sueño más profundo, el equipo creó un modelo predictivo capaz de asignar a las células puntuaciones de profundidad del sueño entre 1 y 10, que se pueden aplicar a varios tipos de células. Con este modelo, el equipo tambiénidentificaron células en estado de coma y en proceso de envejecimiento. Esto sugiere que las células en sueño profundo comparten características de expresión génica similares a las que se encuentran en estado de parada y envejecimiento
Como un regulador de intensidad, el sueño celular existe en última instancia en un espectro de función celular entre el estado activado división y el estado desactivado apagado, un nuevo paradigma propuesto por el equipo de investigación.
"El atenuador controla lo difícil que es despertar la célula para la reparación y regeneración de tejidos", dijo Yao.
Los investigadores creen que revelar el interruptor de atenuación que conecta el sueño celular profundo con el apagado similar al coma sienta las bases para desarrollar estrategias novedosas, al deslizar el atenuador hacia arriba, para retrasar el envejecimiento.
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Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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