- La unión de mecanismos genéticos provoca tanto el síndrome de envejecimiento prematuro como el envejecimiento celular

21/06/2011

GLOBALHealthPRInvestigadores del National Institutes of Health han hallado nuevos avances sobre el envejecimiento de las células. El estudio aporta nuevas perspectivas sobre la interacción entre una proteína tóxica llamada progerina y los telómeros, los cuales unen las terminaciones de los cromosomas como aglets, término que hace referencia al plástico que se utiliza en los extremos de un cordón.
Este estudio, llevado a cabo por el National Human Genome Research Institute (NHGRI), se ha publicado en la edición online del ‘Journal of Clinical Investigation’, el 13 de junio.
Los telómeros se desgastan durante la división celular. Cuando el grado de desgaste es elevado, la célula deja de dividirse y muere. Los científicos han descubierto que los telómeros cortos o disfuncionales son los que activan la producción de la progerina, lo que se asocia con el daño celular relacionado con la edad. Al tiempo que los telómeros se acortan, la célula produce más progerina.
La progerina es una mutación de la célula proteica lamin A, una proteína que en los humanos está codificada por el gen LMNA. Lamin A ayuda a mantener la estructura habitual del núcleo de la célula, que es la parte de la misma que alberga toda la información genética.
En el año 2003, los investigadores de NHGRI descubrieron que una mutación en LMNA es la causa del extraño envejecimiento prematuro conocido como progeria y, formalmente, como el síndrome Hutchinson-Gilford. La progeria es una enfermedad extremadamente rara que hace que los niños experimenten síntomas propios del envejecimiento de la edad, como la caída del pelo, una reducida grasa subcutánea, aterosclerosis prematura y anomalías óseas. Estos niños suelen fallecer por complicaciones cardiovasculares durante la adolescencia.
“Asociar la progeria con el envejecimiento natural del hombre ha dado su fruto”, asegura Francis S. Collins, director del NIH, M.D., Ph.D., autor responsable del escrito. “Esta investigación pone de manifiesto que, a través del estudio de enfermedades raras como la progeria, es posible adquirir un conocimiento biológico válido. Nuestro punto de partida fue que la progeria es una enfermedad que tiene mucho que enseñarnos sobre el proceso natural de envejecimiento. También nos aporta claves de más mecanismos bioquímicos y moleculares”.
Collins lideró el descubrimiento del gen mutado responsable de la progeria así como los siguientes avances del NIH sobre el entendimiento de los orígenes bioquímicos y moleculares de la enfermedad.
En un estudio en el año 2007, científicos del NIH demostraron que las células de una persona sana podían producir pequeñas cantidades de progerina, incluso cuando no cuentan con la mutación. Cuantas más divisiones celulares se experimente, mayor será la producción de progerina y más cortos serán los telómeros. Pero, entonces ¿qué es lo que dispara la producción de esta proteína tóxica?
El estudio actual demuestra que la mutación que origina la progeria es la que activa de manera brusca la unión de lamin A, llevando la delantera a todos los demás síntomas característicos del antienvejecimiento prematuro que padecen los niños con esta enfermedad. Pero la presencia de modificaciones en la unión de LMNA puede darse incluso en un gen normal.
El estudio sugiere que el acortamiento de los telómeros durante una división celular en personas con genes normales LMNA, de alguna manera altera la forma en que una célula procesa la información genética cuando se convierte en proteína, a través del proceso conocido como empalme del ARN (ácido ribonucleico ribosómico). Para construir las proteínas, se transcribe el ARN a partir de las instrucciones genéticas que se encuentran incrustadas en el ADN. Pero el ARN no lleva toda la información que está incrustada en la cinta del ADN; sino que los empalmes de la célula se unen a segmentos de información genética que se llaman exones y que contienen el código para construir proteínas, y eliminar así los intrones. Estos mecanismos aparecen para ser alterados por el acortamiento de los telómeros y afectan a la producción de proteína por múltiples proteínas que son importantes para la integridad del citoesqueleto. Pero lo más importante es que esta alteración en los empalmes del ARN afecta al proceso de comunicación de LMNA a ARN, ocasionando una acumulación de progerina.   
El envejecimiento de la célula forma parte del ciclo habitual del proceso de senectud. “El acortamiento de los telómeros durante la senectud celular juega un importante papel en la activación de la producción de progerina, por delante de otros cambios que pueden darse en uniones alternativas de otros genes”, asegura Kan Cao, Ph. D., profesor del departamento de biología y genética molecular de la Universidad de Maryland, College Park.
La telomerasa es una enzima que puede ampliar la estructura de los telómeros, por lo que estas células siguen manteniendo la capacidad de dividirse. Este estudio proporciona el soporte necesario para poder conectar telómeros – progerina, demostrando que las células que cuentan con un suministro constante de telómeros, conocidas como células inmortales, producen muy poca progerina ARN. La mayoría de las células de este tipo son cancerígenas, las cuales no logran realizar el ciclo habitual y terminan replicándose fuera de control.
Los científicos también analizaron en el laboratorio células de individuos sanos usando marcadores bioquímicos que indicaran con qué frecuencia, durante el proceso de empalme del ARN en las células, se produce progerina. La edad de los donantes de células oscila entre los 10 y los 92 años. A pesar de la edad, las células que pasan por varios ciclos celulares aumentan considerablemente la producción de progerina. Las células que producen grandes concentraciones de progerina también presentan telómeros cortos y disfuncionales, indicador testigo de numerosas divisiones celulares.
Además de centrarse en la progerina, los investigadores se han dirigido a realizar un primer análisis sistemático a través del genoma de unión alternativo durante el envejecimiento celular, considerando que otras proteínas se ven afectadas por la mezcla de instrucciones como la unión de moléculas ARN con proteínas a través de un empalme. Haciendo uso de técnicas de laboratorio que analizan el orden de las unidades químicas del ARN, conocidos como neuclótidos, los científicos descubrieron que el empalme se altera por los telómeros cortos, afectando a lamin A y a otros genes, incluidos aquellos que codifican proteínas y que juegan un papel importante en la estructura de la célula.
Los investigadores sugieren que es la combinación de telómeros deshilachados y deficitarios con la producción de progerina lo que induce al envejecimiento celular. Estos hallazgos aportan nuevas perspectivas sobre cómo la progerina participa en el proceso habitual del envejecimiento.  
Para más información: Berbés Asociados. Paula Fernández 91 563 23 00

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