Un nuevo descubrimiento podría cambiar la investigación sobre la longevidad

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El reloj de las células

Un estudio innovador ha descubierto que el daño de la membrana celular puede provocar senescencia celular, una condición asociada con el envejecimiento y las enfermedades. Esto añade un tercer resultado posible a los efectos previamente comprendidos del daño celular: la recuperación o la muerte. La investigación destaca el impacto del daño moderado de la membrana en el destino celular y abre nuevas vías para promover un envejecimiento saludable mediante la comprensión y manipulación de los mecanismos subyacentes a la senescencia celular. Crédito: SciTechDaily.com

Investigaciones recientes han descubierto que el daño físico a la capa externa de las células puede desencadenar el envejecimiento a nivel celular en las células humanas.

La delicada membrana que cubre nuestras células mide sólo 5 nanómetros de espesor, apenas 1/20 del ancho de una pompa de jabón. Esta membrana es susceptible a daños por actividades fisiológicas diarias, como movimientos musculares y lesiones de los tejidos. En respuesta a esta vulnerabilidad, las células cuentan con sistemas de reparación capaces de reparar hasta cierto punto el daño de la membrana.

Anteriormente se creía que el daño mecánico a la membrana celular desencadenaba dos resultados celulares simples: recuperación o muerte. Sin embargo, en este estudio los investigadores revelaron un tercer resultado: la senescencia celular.

«Cuando comencé este proyecto, mi objetivo simplemente era comprender los mecanismos de reparación de la membrana celular dañada», recuerda la profesora Keiko Kono, jefa de la Unidad de Membralología y autora principal del estudio, en el que participaron muchos miembros de la unidad, incluido Kojiro Suda. . , Yohsuke Moriyama, Nurhanani Razali y colegas. «Inesperadamente, descubrimos que el daño a la membrana celular, en cierto sentido, cambia el destino de la célula».

Mecanismos de determinación del destino celular

Un factor importante que determina el destino celular es la extensión del daño y la posterior entrada de iones calcio. El daño a la delgada membrana celular se puede reparar fácilmente, lo que permite que las células continúen la división celular sin dificultad. El nivel más alto de daño a la membrana celular induce la muerte celular. Sin embargo, niveles moderados de daño a la membrana celular convierten las células en células senescentes después de varios días, aunque la redistribución de la membrana es exitosa.

Ilustración de la cerámica Kintsugi como modelo de senescencia celular inducida por daño plasmático

Kintsugi, un arte tradicional japonés, repara la cerámica rota tapando las grietas con laca y oro. Kintsugi incorpora visiblemente la historia del material en su nueva forma. En esta analogía, la membrana celular dañada se repara, sin embargo, en lugar de restaurar la célula a su forma original, la nueva naturaleza celular cambia irreversiblemente y las células se comportan de manera diferente en nuestro cuerpo. Crédito: Amy Cao, Instituto Salk

Las células cancerosas se dividen de forma irregular. Por el contrario, las células normales no cancerosas tienen una capacidad limitada de división celular, antes de que la división se detenga irreversiblemente unas 50 veces y las células entren en un estado conocido como senescencia celular. Las células senescentes todavía son metabólicamente activas, pero a diferencia de las células jóvenes y sanas, producen varias proteínas secretadas que regulan las respuestas inmunes en tejidos cercanos y órganos distantes. Este mecanismo puede provocar cambios tanto beneficiosos como perjudiciales en nuestro cuerpo, incluida la cicatrización de heridas, la promoción del cáncer y la aceleración del envejecimiento. En la última década, varios estudios han informado que existen células senescentes en los cuerpos de los animales, incluidos los humanos, y que la eliminación de las células senescentes puede reactivar las funciones corporales en animales de experimentación.

Nuevos conocimientos sobre la senescencia celular

Sin embargo, la causa del envejecimiento celular en el cuerpo humano sigue siendo un tema controvertido. «Los perfiles de expresión genética y la bioinformática explican el daño de la membrana celular en el origen de las células senescentes de nuestro cuerpo, particularmente aquellas cercanas a los tejidos dañados», explica el profesor Kono.

Un desencadenante bien establecido de la senescencia celular es la división celular repetitiva. Muchas otras tensiones inducen la senescencia celular en un entorno de laboratorio, p.

ADN
El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es una molécula compuesta por dos largas hebras de nucleótidos que se retuercen entre sí para formar una doble hélice. Es el material genético de los humanos y de casi todos los demás organismos el que contiene las instrucciones genéticas para el desarrollo, funcionamiento, crecimiento y reproducción. Cada célula del cuerpo de una persona contiene el mismo ADN. La mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo de la célula (donde se llama ADN nuclear), pero también se encuentra una pequeña cantidad de ADN en las mitocondrias (llamada ADN mitocondrial o ADNmt).

» data-gt-translate-attributes=»({«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»})» tabindex=»0″ role=»link»>ADN Daño, activación oncogénica y cambios epigenéticos. Una teoría de larga data en el campo de la investigación es que diversas tensiones inducen la senescencia celular, en última instancia mediante la activación de la respuesta al daño del ADN. Sin embargo, los autores revelaron que el daño de la membrana celular induce la senescencia celular a través de un mecanismo diferente que involucra iones de calcio y el gen supresor de tumores p53. Estos hallazgos pueden contribuir al desarrollo de estrategias para lograr una longevidad saludable en el futuro.

Referencia: «El daño de la membrana plasmática limita la vida replicativa en levaduras e induce senescencia prematura en fibroblastos humanos» Kojiro Suda, Yohsuke Moriyama, Nurhanani Razali, Yatzu Chiu, Yumiko Masukagami, Koutarou Nishimura, Hunter, Hunter Yoshimura, Hunter Yoshimura, Hunter Project la naturaleza es vieja.
DOI: 10.1038/s43587-024-00575-6

Financiamiento: Red de Ciencias Vegetales Avanzadas de Japón, MEXT Japón, Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia, Agencia Japonesa para la Investigación y el Desarrollo Médico, Fundación de Investigación Médica Ono, Fondo de Investigación del Cáncer Princesa Takamatsu, Relevo para la Sociedad Japonesa del Cáncer, Fundación Naito.

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