Las variaciones en las células envejecidas pueden controlar la salud y la aparición de enfermedades relacionadas con la edad

Japón ha propuesto que las variaciones de la senescencia celular durante el proceso de envejecimiento podrían conducir al control de la salud y a la aparición de enfermedades relacionadas con la edad. Basándose en las características de la secreción de citoquinas inflamatorias liberadas por las células envejecidas, plantean la hipótesis de que existen al menos cuatro estados distintos de senescencia celular, y que estos cuatro estados surgen de cambios metabólicos y epigenómicos coordinados. La caracterización y la categorización de estados cualitativamente diferentes de senescencia celular podría proporcionar una nueva comprensión del proceso de envejecimiento y senescencia.

La población mundial está envejeciendo a un ritmo acelerado, especialmente en los países desarrollados. Dado que se espera que la población mayor aumente en el futuro, es especialmente importante mantener una esperanza de vida saludable. Muchas de las células que componen el cuerpo terminan por disminuir su función y dejan de crecer después de repetidas divisiones en un proceso llamado “senescencia celular”, un factor importante para la salud y la longevidad. La senescencia prematura se produce cuando el ADN genómico resulta dañado por factores estresantes como la radiación, la luz ultravioleta o las medicinas, pero sus mecanismos aún no se comprenden plenamente. Puede ser buena, como cuando las células se vuelven cancerígenas, la senescencia celular funciona para prevenir el desarrollo de la enfermedad, pero también aumenta la probabilidad de muchas enfermedades relacionadas con la edad. Por lo tanto, es importante que la ciencia médica trate de comprenderla y controlarla.

Aunque las células senescentes pierden su capacidad de proliferar, investigaciones recientes han demostrado que secretan diversas proteínas que actúan sobre las células circundantes y promueven la inflamación crónica y el crecimiento de las células cancerosas. Esto se llama el fenotipo secretorio asociado a la senescencia (SASP). Se cree que la senescencia celular es la causa del envejecimiento en todo el cuerpo. Se ha demostrado que las células senescentes se acumulan en los cuerpos de los ratones envejecidos, y la eliminación de estas células puede suprimir el envejecimiento de todo el cuerpo. En otras palabras, si se controla la senescencia celular, puede llegar a ser posible regular el proceso de envejecimiento de todo el cuerpo.

El grupo de investigación del profesor Mitsuyoshi Nakao de la Universidad de Kumamoto está estudiando los mecanismos del envejecimiento celular desde el punto de vista de la epigenética, un campo de investigación que estudia las actividades de los aproximadamente 25.000 genes que codifican las proteínas en el genoma humano, relacionados con los fenómenos de la vida, las condiciones de salud y enfermedad, y el envejecimiento en el cuerpo humano. Hasta la fecha, los investigadores han analizado una amplia gama de factores implicados en el envejecimiento de los fibroblastos humanos (un tipo de célula presente en todos los tejidos y órganos) y han descubierto que la metiltransferasa SETD8, la metiltransferasa NSD2 y otras proteínas desempeñan un papel en la prevención de la senescencia celular. Hasta ahora, no se ha descubierto ningún biomarcador específico para las células senescentes. Ahora se trata de cómo podemos entender el proceso de senescencia celular. Por lo tanto, los investigadores revisaron la senescencia celular a lo largo del tiempo y en términos de las características de las SASP que segregan proteínas.

Se dieron cuenta de que hay al menos cuatro variaciones fenotípicas (estados) en la senescencia celular:

1. iniciación (detención de la proliferación),

2. temprana (antiinflamatoria),

3. completa (aumento de la inflamación y el metabolismo), y

4. tardía (disminución de la inflamación y el metabolismo). Centrándose en los cambios a nivel molecular para cada período, mostraron que las variaciones en la senescencia celular pueden ser moldeadas por un “programa de senescencia” en el que el cambio del metabolismo intracelular y la epigenómica (control del gen ON/OFF) tiene lugar de forma coordinada.

Los investigadores se centraron entonces en los factores transcripcionales y epigenómicos que regulan la expresión de los genes que desempeñan funciones importantes en el proceso de senescencia celular. Durante el estado de iniciación, se suprimen los genes que promueven la proliferación celular, mientras que se activan los genes que bloquean la proliferación. Se sabe que las proteínas supresoras de tumores p53 y el retinoblastoma (Rb) desempeñan un papel importante en este proceso. En el estado temprano, la morfología celular cambia significativamente y se activan las citoquinas con propiedades antiinflamatorias. Esto puede ser una defensa contra la acción inflamatoria posterior. Luego, en el estado completo, los genes de las citoquinas pro-inflamatorias se vuelven altamente expresados y producen una fuerte respuesta inflamatoria. Al mismo tiempo, la expresión de los genes metabólicos, como las mitocondrias, y los genes que sintetizan proteínas se incrementan a través de la mencionada Rb (previamente reportada por este grupo de investigación). Aquí se piensa que las reacciones metabólicas producen la energía necesaria para sintetizar y secretar proteínas. Finalmente, en el estado tardío, la respuesta inflamatoria y el metabolismo decrecen, pero el interferón se produce y se secreta en respuesta a los fragmentos de ADN citoplasmático del genoma nuclear y del ADN mitocondrial. En la actualidad, todavía no se han identificado los mecanismos y la importancia de estos procesos, pero se entiende ahora que la senescencia celular da lugar a una respuesta inflamatoria cualitativamente diferente.

“Esperamos que nuestro trabajo brinde a la comunidad científica la oportunidad de considerar una nueva comprensión de los mecanismos de la senescencia celular y el envejecimiento del cuerpo”, dijo el profesor Mitsuyoshi Nakao. “Creemos que la variación fenotípica de la senescencia celular puede conducir a nuevos métodos para promover la longevidad saludable y el control y la prevención de las enfermedades relacionadas con la edad”.

Las variaciones en las células envejecidas pueden controlar la salud y la aparición de enfermedades relacionadas con la edad

Traducción: Asociación Mácula Retina.

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