Descobreixen el motor clau de l'envelliment humà

|

Títol de la imatge

Un estudi que vincula el procés d'envelliment a la deterioració de paquets d'ADN cel·lular embolicat hermèticament podria conduir a mètodes de prevenció i tractament de malalties relacionades amb l'edat com el càncer, la diabetis i la malaltia d'Alzheimer, segons detallen els seus autors en un article que es publica aquest dijous en la revista 'Science'.

En l'estudi, els científics de l'Institut Salk, en la Jolla, Califòrnia, Estats Units, i l'Acadèmia de Ciències de Xina van trobar que les mutacions genètiques que subjeuen en la síndrome de Werner, un trastorn que condueix a l'envelliment prematur i la mort, van donar com resultat la deterioració de paquets d'ADN coneguts com heterocromatina.

El descobriment, fet possible a través d'una combinació de tecnologies d'última generació de cèl·lules mare i edició de gens, podria donar lloc a formes de contrarestar declivis fisiològics relacionats amb l'edat en prevenir o revertir el dany a l'heterocromatina. "Els nostres resultats mostren que la mutació genètica que causa la síndrome de Werner provoca la desorganització de l'heterocromatina i que aquesta interrupció de l'empaquetament normal de l'ADN és un motor clau de l'envelliment", afirma l'autor principal de l'estudi, Juan Carlos Izpisúa Belmonte. "Això té implicacions més enllà de síndrome de Werner, ja que identifica un mecanisme central d'envelliment --la desorganització de l'heterocromatina-- que s'ha vist que és reversible", afegeix.

La síndrome de Werner és un trastorn genètic que fa que les persones envelleixin més ràpid del normal. Els individus amb aquest trastorn sofreixen malalties relacionades amb l'edat en una etapa primerenca de la vida, incloent cataractes, diabetis tipus 2, enduriment de les artèries, osteoporosis i càncer, i la majoria mor als 40 o 50 anys d'edat.

La patologia és causada per una mutació en el gen de l'helicasa com la síndrome de Werner RecQ, conegut com el gen WRN, per abreujar, que genera la proteïna WRN. Estudis anteriors van demostrar que la forma normal de la proteïna és un enzim que manté l'estructura i la integritat de l'ADN d'una persona, però quan la proteïna està mutada en la síndrome de Werner interromp la replicació i reparació de l'ADN i l'expressió de gens, la qual cosa es creu que causa l'envelliment prematur. No obstant això, no estava clar exactament com la proteïna WRN mutada interromp aquests processos cel·lulars crítics.

En el seu estudi, els científics de Salk van tractar de determinar amb precisió com la proteïna WRN mutada causa tant caos cel·lular, per a això van crear un model cel·lular de la síndrome de Werner mitjançant l'ús d'una tecnologia d'última generació d'edició de gens amb la finalitat d'eliminar el gen WRN en cèl·lules mare humanes. Aquest model de cèl·lules mare de la malaltia va donar als científics la capacitat sense precedents d'estudiar en el laboratori les cèl·lules que envelleixen ràpidament.

Les cèl·lules resultants imitaven la mutació genètica observada en els pacients reals de síndrome de Werner, per la qual cosa les cèl·lules van començar a envellir més ràpidament del normal. En un examen més detallat, els investigadors van trobar que la supressió del gen WRN també va donar lloc a interrupcions en l'estructura de l'heterocromatina, l'ADN fortament compacte que es troba en el nucli d'una cèl·lula.

Aquest paquet d'ADN actua com una centraleta de control de l'activitat dels gens i dirigeix la complexa maquinària molecular de la cèl·lula. En l'exterior dels grups d'heterocromatina hi ha marcadors químics, coneguts com a etiquetes epigenètiques, que controlen l'estructura de l'heterocromatina. Per exemple, les alteracions en aquests interruptors químics poden canviar l'arquitectura de l'heterocromatina, fent que els gens s'expressin o se silenciïn.

Els investigadors de Salk van descobrir que la deleción del gen WRN condueix a la desorganització de l'heterocromatina, la qual cosa apunta a un paper important de la proteïna WRN en el manteniment de l'heterocromatina. I, de fet, en altres experiments, van demostrar que la proteïna interactua directament amb estructures moleculars conegudes per estabilitzar l'heterocromatina, revelant una espècie de "pistola fumejant" que, per primera vegada, relaciona directament la proteïna WRN mutada amb la desestabilització de l'heterocromatina.

"El nostre estudi connecta els punts entre la síndrome de Werner i la desorganització de l'heterocromatina, delineant un mecanisme molecular pel qual una mutació genètica condueix a una interrupció general dels processos cel·lulars mitjançant la interrupció de la regulació epigenètica", explica Izpisúa Belmonte.

"En termes més generals, suggereix que les alteracions acumulades en l'estructura de l'heterocromatina poden ser una important causa subjacent d'envelliment cel·lular. Això planteja la pregunta de si podem revertir aquestes alteracions, com la remodelació d'una antiga casa o un automòbil, per prevenir o fins i tot revertir el declivi i malalties relacionades amb l'edat", subratlla.

No obstant això, Izpisúa Belmonte afegeix que es necessiten estudis més amplis per comprendre plenament el paper de la desorganització de l'heterocromatina en l'envelliment, incloent la forma en què interactua amb altres processos cel·lulars implicats en l'envelliment, com l'escurçament del final dels cromosomes, denominats telómeros. A més, l'equip està desenvolupant tecnologies d'edició epigenètica per revertir les alteracions epigenètiques que juguen un paper en l'envelliment i les malalties humanes.

Sense comentarios

Escriu el teu comentari




No s'admeten comentaris que vulnerin les lleis espanyoles o injuriants. Reservat el dret d'esborrar qualsevol comentari que considerem fora de tema.

EL MÉS LLEGIT

ARA A LA PORTADA
ECONOMIA
Llegir edició a: ESPAÑOL | ENGLISH