¿Por qué algunos órganos envejecen más rápido que otros?

Existen diferentes teorías sobre el envejecimiento y los científicos han descubierto diversas formas de medir la edad biológica. Las mutaciones que se producen en el ADN como resultado de la exposición a diversos factores ambientales, como la luz ultravioleta, el humo del cigarrillo o la contaminación, o debido a pequeños errores en los procesos naturales, pueden acumularse con el tiempo y provocar enfermedades relacionadas con el envejecimiento, cáncer o el envejecimiento en sí. Los cambios epigenéticos también se han asociado con el envejecimiento.

Las células hepáticas con daño en el ADN se tiñen de rojo (izquierda). Las células intestinales en proliferación, sin daño en el ADN, se tiñen de amarillo (derecha). UNIGE - UNIBE.

Los científicos también han demostrado que el envejecimiento en una persona puede producirse a un ritmo diferente en varios órganos. Los investigadores han descubierto ahora una razón para esa variación en el envejecimiento entre determinados órganos, como el hígado. El trabajo indicó que las mutaciones genéticas que surgen en el ADN que no codifica proteínas pueden acumularse en tejidos como el hígado o el riñón, que se regeneran un poco más lentamente que otros órganos; estas mutaciones en el ADN no codificante pueden pasar desapercibidas, pero también alteran la división celular. Los hallazgos se han publicado en Cell.

Las células que envejecen pueden dejar de dividirse en algún momento y entrar en un estado llamado senescencia. Esto puede suceder por diferentes razones, como por ejemplo que los telómeros (que protegen los extremos de los cromosomas) sean demasiado cortos o por mutaciones que surjan en genes relacionados con la división celular. Estas células senescentes que no pueden dividirse también suelen perder funcionalidad y tienden a afectar más al hígado o a los riñones que al intestino o a la piel.

Los tejidos que suelen estar en contacto con el medio ambiente también tienden a renovarse con mayor frecuencia, como la piel. Pero las células del hígado o del riñón pueden dividirse solo unas pocas veces al año. Cuando las células se dividen, el genoma debe replicarse. Las células tienen formas de detectar y reparar mutaciones genéticas, pero algunas mutaciones, como las del ADN no codificante, pueden pasar desapercibidas durante el proceso de reparación, o el propio mecanismo de reparación puede verse alterado de alguna manera.

En este estudio, los investigadores extirparon células hepáticas en un modelo de ratón para poder evaluar la proliferación de hepatocitos. Los investigadores mapearon el sitio de inicio de la replicación del ADN en los hepatocitos y descubrieron que estos sitios siempre se encontraban en regiones no codificantes del genoma. La replicación también fue más eficiente en ratones jóvenes que en ratones viejos.

“Estas regiones no codificantes no están sujetas a un control regular de errores y, por lo tanto, acumulan daños con el tiempo. Después de extirpar el hígado en ratones jóvenes, todavía hay pocos daños y la replicación del ADN es posible. Por el contrario, cuando el experimento se lleva a cabo en ratones viejos, la cantidad excesiva de errores acumulados con el tiempo activa un sistema de alarma que impide la replicación del ADN”, explicó el primer autor del estudio, Giacomo Rossetti, investigador asociado en la Universidad de Ginebra (UNIGE).

La interrupción de la replicación del ADN detiene la proliferación y las células se vuelven disfuncionales y senescentes. El estudio puede explicar por qué los tejidos que no se dividen y renuevan tanto como otros pueden envejecer más rápido que los tejidos que proliferan mucho más rápido, como el intestino o la piel. Las células que permanecen inactivas durante mucho tiempo pueden presentar lesiones crípticas en las partes no codificantes de sus genomas, que terminan impidiendo la replicación. Sin embargo, las células que se renuevan a menudo mantienen su eficiencia.

"Nuestro modelo sugiere que si se reparan los daños crípticos del ADN antes de que se active la replicación, se podrían evitar ciertos aspectos del envejecimiento. Es en esta nueva hipótesis de trabajo en la que se centrarán nuestros esfuerzos", señaló el coautor del estudio Thanos Halazonetis, profesor de la Facultad de Ciencias de la UNIGE.

Tomado de: University of Geneva

Fuente: Cell