Hallazgos en envejecimiento

Mayo 2015.- Un estudio que vincula el proceso de envejecimiento al deterioro de paquetes de A?cido desoxirribonucleico (ADN) celular envuelto hermA�ticamente podrA�a conducir a mA�todos de prevenciA?n y tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad como el cA?ncer, la diabetes y la enfermedad de Alzheimer, segA?n ‘Science’. En el estudio, cientA�ficos del Instituto Salk, en la Jolla, dirigidos por el espaA�ol» Juan Carlos IzpisA? y de la Academia de Ciencias de China encontraron que las mutaciones genA�ticas que subyacen en el sA�ndrome de Werner, un trastorno que conduce al envejecimiento prematuro y la muerte, dieron como resultado el deterioro de paquetes de ADN conocidos como heterocromatina.

El descubrimiento, hecho posible a travA�s de una combinaciA?n de tecnologA�as de A?ltima generaciA?n de cA�lulas madre y ediciA?n de genes, podrA�a dar lugar a formas de contrarrestar declives fisiolA?gicos relacionados con la edad al prevenir o revertir el daA�o a la heterocromatina.

«Nuestros resultados muestran que la mutaciA?n genA�tica que causa el sA�ndrome de Werner provoca la desorganizaciA?n de la heterocromatina y que esta interrupciA?n del empaquetamiento normal del ADN es un motor clave del envejecimiento», afirma Juan Carlos IzpisA?a. «Esto tiene implicaciones mA?s allA? de sA�ndrome de Werner, ya que identifica un mecanismo central de envejecimiento –la desorganizaciA?n de la heterocromatina– que se ha visto que es reversible», aA�ade.

El sA�ndrome de Werner es un trastorno genA�tico que hace que las personas envejezcan mA?s rA?pido de lo normal. Los individuos con este trastorno sufren enfermedades relacionadas con la edad en una etapa temprana de la vida, incluyendo cataratas, diabetes tipo 2, endurecimiento de las arterias, osteoporosis y cA?ncer, y la mayorA�a muere a los 40 o 50 aA�os de edad. La patologA�a es causada por una mutaciA?n en el gen de la helicasa como el sA�ndrome de Werner RecQ, conocido como el gen WRN, para abreviar, que genera la proteA�na WRN. Estudios anteriores demostraron que la forma normal de la proteA�na es una enzima que mantiene la estructura y la integridad del ADN de una persona, pero cuando la proteA�na estA? mutada en el sA�ndrome de Werner interrumpe la replicaciA?n y reparaciA?n del ADN y la expresiA?n de genes, lo que se cree que causa el envejecimiento prematuro. Sin embargo, no estaba claro exactamente cA?mo la proteA�na WRN mutada interrumpe estos procesos celulares crA�ticos.

En su estudio, los cientA�ficos de Salk trataron de determinar con precisiA?n cA?mo la proteA�na WRN mutada causa tanto caos celular, para lo cual crearon un modelo celular del sA�ndrome de Werner mediante el uso de una tecnologA�a de A?ltima generaciA?n de ediciA?n de genes con el fin de eliminar el gen WRN en cA�lulas madre humanas. Este modelo de cA�lulas madre de la enfermedad dio a los cientA�ficos la capacidad sin precedentes de estudiar en el laboratorio las cA�lulas que envejecen rA?pidamente.

Las cA�lulas resultantes imitaban la mutaciA?n genA�tica observada en los pacientes reales de sA�ndrome de Werner, por lo que las cA�lulas comenzaron a envejecer mA?s rA?pidamente de lo normal. En un examen mA?s detallado, los investigadores encontraron que la supresiA?n del gen WRN tambiA�n dio lugar a interrupciones en la estructura de la heterocromatina, el ADN fuertemente compacto que se encuentra en el nA?cleo de una cA�lula.

Este paquete de ADN actA?a como una centralita de control de la actividad de los genes y dirige la compleja maquinaria molecular de la cA�lula. En el exterior de los grupos de heterocromatina hay marcadores quA�micos, conocidos como etiquetas epigenA�ticas, que controlan la estructura de la heterocromatina. Por ejemplo, las alteraciones en estos interruptores quA�micos pueden cambiar la arquitectura de la heterocromatina, haciendo que los genes se expresen o se silencien.

Los investigadores de Salk descubrieron que la deleciA?n del gen WRN conduce a la desorganizaciA?n de la heterocromatina, lo que apunta a un papel importante de la proteA�na WRN en el mantenimiento de la heterocromatina. Y, de hecho, en otros experimentos, demostraron que la proteA�na interactA?a directamente con estructuras moleculares conocidas por estabilizar la heterocromatina, revelando una especie de «pistola humeante» que, por primera vez, relaciona directamente la proteA�na WRN mutada con la desestabilizaciA?n de la heterocromatina.

«Nuestro estudio conecta los puntos entre el sA�ndrome de Werner y la desorganizaciA?n de la heterocromatina, delineando un mecanismo molecular por el cual una mutaciA?n genA�tica conduce a una interrupciA?n general de los procesos celulares mediante la interrupciA?n de la regulaciA?n epigenA�tica», explica Juan Carlos IzpisA?a.

«En tA�rminos mA?s generales, sugiere que las alteraciones acumuladas en la estructura de la heterocromatina pueden ser una importante causa subyacente de envejecimiento celular. Esto plantea la pregunta de si podemos revertir estas alteraciones, como la remodelaciA?n de una antigua casa o un automA?vil, para prevenir o incluso revertir el declive y enfermedades relacionadas con la edad», subraya.