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Alargamiento controlado de telómeros

Área: Medicina — domingo, 8 de febrero de 2015

Un grupo de investigadores ha logrado un nuevo sistema para alargar temporalmente los telómeros en células humanas en cultivos. Las células así tratadas se comportan como si fuesen más jóvenes.

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Los microorganismos son virtualmente inmortales. Se dividen continuamente a no ser que un agente químico o físico los destruya. Pero los seres pluricelulares son, somos, mortales y al cabo de un tiempo las células de nuestro cuerpo dejan de dividirse. Se calcula que este límite es de poco más de cuarenta divisiones. Si las células no se dividen difícilmente pueden reparar los tejidos deteriorados del cuerpo.
Pero si un organismo pluricelular ya se ha reproducido entonces, desde el punto de vista evolutivo no importa que se muera. Además, una vez que ya que no se produce, la selección natural no opera para alargar la vida.
Hay varios factores que producen el envejecimiento e incrementan la posibilidad de muerte. Uno de ellos es el número limitado de divisiones celulares debido al acortamiento de los telómeros.
Los telómeros son los extremos de los cromosomas. Son regiones de ADN no codificante y repetitivas cuya función es dotar de estabilidad estructural a los cromosomas en las células eucariotas durante la división celular. Pero en cada división los telómeros se van acortando, por lo que al final suponen un límite al número de divisiones celulares.
En los humanos jóvenes los telómeros constan de 8000 a 10.0000 nucleótidos, pero se van acortando en el tiempo con cada división. Este reloj interno hace difícil seguir cultivando una misma línea de células humanas a partir de un momento dado. Nótese aquí que ahora hablamos de cultivos celulares y no de seres adultos completos.
El alargamiento artificial de los telómeros hace que las células se comporten como si fueran más jóvenes y aumente el número de divisiones que pueden sufrir.
Ahora, un grupo de investigadores ha logrado un nuevo sistema para alargar los telómeros en células humanas en cultivos. Este sistema es mejor que los anteriores porque es temporal y reduce así las posibilidades de que las células tratadas degeneren en cancerosas.
En el nuevo procedimiento se usa ARN modificado y permite que las células tratadas se dividan hasta 28 veces más que las no tratadas al añadir 1000 nucleóticos (más de un 10%) a los telómeros de células de piel y músculo humanas en cultivo. Esto retrasa el reloj interno de las células y permite su cultivo durante más tiempo, lo que facilita el ensayo de fármacos y el estudio a largo plazo sobre líneas celulares. Esto puede ser un gran logro que puede ayudar mucho en las investigaciones biomédicas.
El ARN modificado usado contiene secuencias TERT que es el componente activo de la enzima natural telomerasa que está presente en las células madre. Esta enzima garantiza una longitud adecuada de los telómeros para que las divisiones se den de forma indefinida. Sin embargo, el resto de las células expresan telomerasa a niveles muy bajos.
El avance en este caso se centra en que es temporal, pues el efecto del alargamiento de los telómeros se disipa al cabo de 48 horas. Sin embargo, se puede aplicar tantas veces como se desee. Esto permite un control sobre la división celular y que esta no se descontrole produciendo células cancerígenas.
Además de ayudar a comprender mejor cómo funcionan las células de distintos tipos de tejidos, se cree que este sistema podría usarse en el tratamiento de ciertas enfermedades asociadas a un acortamiento de los telómeros, como la distrofia de Duchenne.
Sobre si algo así podría servir para alargar la vida de humanos adultos o en otros tratamientos, los investigadores no comentan mucho y lo sitúan en un futuro distante. Entre otras cosas, los experimentos realizados sólo se han hecho sobre cultivos celulares y no sobre organismos completos (ni siquiera en ratones). Además, los efectos secundarios podrían ser graves.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Ilustración: Wikimedia Commons.

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13 Comentarios

  1. Miguel Ángel:

    Pues alabo la prudencia de estos investigadores, pero a mí me parece de lo más relevante: ¡es un resultado sobre células humanas!…y tratando la zona que ya desde un primer momento sabíamos que era clave de cara al número de divisiones.
    Yo en esto no puedo dejar de ser optimista, incluso con el problema de los cánceres que señala la noticia: llevamos muy poco tiempo trabajando con la Genética y quizá dentro de unos años se encuentre algún remedio.
    Y ahí estaría el Universo…contemplándose así mismo…posponiendo su obsolescencia…rebelándose a su destino.

  2. Miguel Ángel:

    *Esta vez ha sido la dichosa tablet: “a sí mismo”, se contempla. Sorry!

  3. Radek:

    Nunca me quedó claro ese límite de poco mas de 40 divisiones para una célula.
    Ese número comienza a correr desde el óvulo fecundado? Significa que por ejemplo, uno solo se puede resfriar determinada cantidad de veces y luego no recuperar el olfato?
    O que si uno se ampolla por correr y fuerza a la piel del pie a dividirse para curar la zona está acelerando el envejecimiento de esa piel y que eventualmente no cicatrizará mas?

  4. tomás:

    Estimado Radek:
    Para darnos una idea, he hecho uno de esos mis cálculos elementales y he partido de los siguientes datos: Tenemos unos 80 billones de células (esto lo he sacado de una web -candidoweb- que previamente lo calcula de manera que me parece lógica. Afirma luego que mueren unas 2000 millones de células por día, pero a mi me salen algo menos de 1500 y tomo mi cifra, las cuales son sustituidas por más o menos el mismo número.Tomando una persona de 80 años -pongamos que sea esa la edad media de vida-, habrán sido sustituidas alrededor de 44 billones. Por tanto, entre las que tenemos y las sustituidas salen 124 billones. Luego planteo 124×10^12 = 2^x. Siendo x el número de divisiones. Tomo logaritmos y me sale que x = 46,84; o sea, unas 47 divisiones en el total de la vida. Como él parte de que un humano pesa 70 kg y me parece que eso ha de referirse a un hombre y, además el peso medio durante la vida ha de un hombre y mujer ha de ser menor, será algo menos de esas divisiones, pero no mucho, porque si partimos de la mitad de esos 80 billones de células, es decir, de 40 billones (por cuando se es niño, o cuando muy mayor), salen 45 divisiones; es decir que no varía mucho con el tamaño de la persona.
    Espero haberte sido útil.
    Un abrazo.

  5. Radek:

    Gracias por la respuesta Tomás,

    No sé si mi planteo es correcto, pero llegué a un resultado similar, aunque mi duda persiste…

    Me imagino que los telómeros se van acortando desde el principio, entonces una persona para llegar a los 80 billones de células partiendo desde el óvulo fecundado y dándoles la ventaja de que por el momento no muera ninguna, me da como resultado 46,185 divisiones.
    En este punto tendríamos un adulto con cada una de sus células rozando el límite.
    Supongamos que consiguió llegar a estos 80 billones de células a los 20 años y asumiendo que ahora sí pueden empezar a morir, las células de esta persona tendrían que ser capaces de reemplazar 1500 millones de células por día durante 60 años, lo que me da 32,85 billones de células.
    Está claro que si a cada una de las células de los 80 billones le restan 1 o 2 divisiones, alcanza y sobra para cubrir los 33 billones que irá perdiendo a lo largo del tiempo. Aunque no deja de ser preocupante que mientras uno creyó estar en la flor de la vida nuestro cuerpo hacía un censo para ver a que célula le podía pedir un esfuercito más.
    Pero todo esto es asumiendo que las células se dividen equitativamente. En realidad un ojo crece poco y va a necesitar muchas menos divisiones que la piel.
    Y ahí venía mi duda: Si por cada vez que de chico me raspé las rodillas debo contar una división, a esta altura debería estar con las rótulas al viento.

  6. tomás:

    Sí, hombre, y las neuronas son tan indivisibles como los primos. No dudes. Calcula y calla, como en la MC. Aunque te hubieras raspado muchas veces, no llegará a 1/4 kg lo perdido por tus rodillas y ahí viene que otras células sustituyen sin problemas esas pérdidas. Yo creo que esas otras células irán a recomponer lo perdido. Si fuese todo por las divisiones de las células del lugar, al afeitarnos todos los días nos quedaríamos con la mandíbula a la vista. Así que espero que alguien mas puesto en la cuestión corrobore que las recién llegadas son foráneas -al menos en parte-.
    Un abrazo regenerativo.

  7. tomás:

    Pero, pensándolo bien, no; no creo que vengan células de otro lugar. En nuestras caras afeitadas o en las rodillas raspadas, siempre seguirán dividiéndose las células restantes para reparar el daño, a más velocidad que las que perdemos al afeitarnos o al rasparnos.
    Por otra parte, imagino que habrá lugares de nuestro organismo con muchas más divisiones que otros. Por ejemplo el ojo que citas, o las neuronas de las que hablo. Algo así debe suceder con las células olfativas. Yo fumé mucho hasta los 35 años, cuando lo dejé definitivamente; pero ya me había quedado casi sin olfato y sigo con muy poco. Pienso que tanto la visión como el olfato, al ser casi exclusivamente terminaciones de neuronas, deben participar de esa mínima división, pero no las zonas de la piel. La simple evolución habrá dotado a las partes más expuestas para ser capaces de dividirse más rápidamente y en mayor número de veces. En realidad, creo que calculamos una media.
    A ver si alguien nos echa una mano en esta especulación.

  8. Miguel Ángel:

    Cuando una célula ha agotado sus divisiones entra en fase de senescencia y, pasado un tiempo, finalmente muere. Durante la fase de senescencia son evidentes los signos de degeneración a nivel celular: disminuye la síntesis de proteínas; la producción de ATP por parte de las mitocondrias; los núcleos de las células toman un aspecto irregular o lobulado, etc.
    La norma general es que las células muertas no sean sustituidas por otras, por eso el número total de células disminuye con la edad, siendo más evidente en unos tejidos que en otros. Siempre podemos encontrar alguna excepción como el vello facial de las mujeres que aumenta con la edad: en este caso es debido al aumento de andrógenos tras la menopausia.

    Entrando en los casos particulares que habéis planteado, en el caso de las ampollas en los pies, tras ocurrir muchas veces, la piel acabará haciéndose más gruesa, o sea, apareciendo una callosidad que no es otra cosa que tejido fibroso. Si seguimos castigando al pie aumentará el tejido fibroso, o sea, que el callo se hace más grueso. Con el tiempo podría acabar incluso calcificándose.
    Sobre pérdida de olfato tras años fumando, no estoy cien por cien seguro pero creo que es por el motivo que comenta Tomás: las neuronas pueden desaparecer por falta de estímulos del mismo modo que ocurre en el estrabismo infantil.

  9. Miguel Ángel:

    Tras agotar sus divisiones, la célula entra en fase de senescencia y muere al cabo de un tiempo. La norma general es que no se sustituyan por otras, por eso el número total de células es menor en el anciano. Podemos encontrar alguna excepción, como el vello facial de las mujeres, que aumenta tras la menopausia debido a una mayor actividad androgénica.
    En el caso de las ampollas repetidas en los pies que has planteado, Radek, si el estímulo agresor es suficientemente intenso, acabará produciendo un aumento del grosor de la piel y aparición de tejido fibroso, es decir, una callosidad. Si siguiésemos castigando al pie, el callo podría incluso calcificarse.
    Y sobre la pérdida de olfato que comentas, Tomás, no puedo asegurarlo cien por cien, pero bien podría ser por el motivo que señalas, de modo similar a lo que ocurre en el estrabismo infantil si no se trata.

  10. Miguel Ángel:

    Perdón, me autocorrijo: el callo es el resultado de una hiperqueratosis.

  11. Radek:

    Tomás y Miguel Ángel: me sacaron una duda que venia arrastrando por años. Muchas gracias!

  12. NeoFronteras:

    Hay otro factor a tener en cuenta y es el matemático. Se trata de un crecimiento exponencial en base dos por los que el número de células tras 40 divisiones a partir del óvulo fecundado es 2^40 que es aproximadamente 1.100.000.000.000. De todos modos el número de divisiones se sitúa entre 40 y 50.

  13. tomás:

    Gracias, querido Neo. En mi 4, la ecuación que planteo (124 x 10^12 = 2^x) es una ecuación exponencial de la que se obtienen casi 47 divisiones, lo que está de acuerdo con lo que dices.
    Pero mi problema se centra en que, en algún momento de la especialización celular para formar uno u otro órgano, unas deben de evolucionar hacia un número muy grande de divisiones y otras a muy pocas; ejemplos extremos son -supongo- la piel y las neuronas.
    Así que supongo que lo que obtenemos ¿es una media o el máximo? No lo sé.
    Muy cordiales saludos.

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