MADRID 27 Dic. (EUROPA PRESS) -
Los biólogos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, han encontrado respuesta a la pregunta de por qué las células controlan su tamaño. El nuevo estudio, publicado en la revista 'Science Advances', sugiere que el agrandamiento celular impulsa una disminución de la función de las células madre.
Las células del mismo tipo son sorprendentemente uniformes en tamaño, mientras que el tamaño de las células difiere entre los diferentes tipos de células. Esto plantea la cuestión de si el tamaño celular es importante para la fisiología celular.
Los investigadores descubrieron que las células madre de la sangre, que se encuentran entre las más pequeñas del organismo, pierden su capacidad de realizar su función normal -reponer las células sanguíneas del cuerpo- a medida que aumentan de tamaño. Sin embargo, cuando las células recuperaban su tamaño habitual, volvían a comportarse con normalidad.
Los investigadores también descubrieron que las células madre de la sangre tienden a agrandarse a medida que envejecen. Su estudio demuestra que este agrandamiento contribuye a la disminución de las células madre durante el envejecimiento.
"Hemos descubierto que el agrandamiento celular es un nuevo factor de envejecimiento in vivo, y ahora podemos explorar si podemos tratar el agrandamiento celular para retrasar el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con él", dice Jette Lengefeld, ex postdoctorada del MIT y ahora investigadora principal en la Universidad de Helsinki. Es la autora principal del estudio junto a Angelika Amon, profesora de biología del MIT y miembro del Instituto Koch de Investigación Integral del Cáncer.
Desde la década de los sesenta se sabe que las células humanas cultivadas en un plato de laboratorio se agrandan al volverse senescentes, un estado celular de no división que se asocia con el envejecimiento. Cada vez que una célula se divide, puede encontrar daños en el ADN. Cuando esto ocurre, la división se detiene para reparar el daño. Durante cada uno de estos retrasos, la célula crece ligeramente.
Muchos científicos creían que este agrandamiento era simplemente un efecto secundario del envejecimiento, pero el laboratorio de Amon comenzó a investigar la posibilidad de que el gran tamaño de las células impulse las pérdidas de función relacionadas con la edad.
Lengefeld estudió los efectos del tamaño en las células madre, concretamente en las células madre sanguíneas, que dan lugar a las células sanguíneas de nuestro cuerpo a lo largo de la vida. Para estudiar cómo afecta el tamaño a estas células madre, dañaron su ADN, provocando un aumento de su tamaño.
A continuación, compararon estas células agrandadas con otras que también experimentaron daños en el ADN pero a las que se les impidió aumentar de tamaño mediante un fármaco llamado rapamicina.
Tras el tratamiento, los investigadores midieron la funcionalidad de estos dos grupos de células madre inyectándolas en ratones a los que se les habían eliminado sus propias células madre sanguíneas. Esto permitió a los investigadores determinar si las células madre trasplantadas eran capaces de repoblar las células sanguíneas del ratón.
Comprobaron que las células madre dañadas por el ADN y agrandadas eran incapaces de producir nuevas células sanguíneas. Sin embargo, las células madre dañadas por el ADN que se mantuvieron pequeñas siguieron siendo capaces de producir nuevas células sanguíneas.
En otro experimento, los investigadores utilizaron una mutación genética para reducir el tamaño de las células madre de gran tamaño que se encontraban de forma natural en ratones de edad avanzada. Demostraron que si inducían a esas células madre grandes a volverse pequeñas de nuevo, las células recuperaban su potencial regenerativo y se comportaban como células madre más jóvenes.
"Esto es una prueba sorprendente que apoya el modelo de que el tamaño es importante para la funcionalidad de las células madre --dice Lengefeld--. Cuando dañamos el ADN de las células madre pero las mantenemos pequeñas durante el daño, conservan su funcionalidad. Y si reducimos el tamaño de las células madre grandes, podemos restaurar su función".
Cuando los investigadores trataron a los ratones con rapamicina, comenzando a una edad temprana, pudieron evitar que las células madre sanguíneas aumentaran de tamaño a medida que los ratones envejecían. Las células madre sanguíneas de esos ratones se mantuvieron pequeñas y fueron capaces de crear células sanguíneas como las jóvenes, incluso en ratones de 3 años de edad, una edad avanzada para un ratón.
La rapamicina, un fármaco capaz de inhibir el crecimiento celular, se utiliza actualmente para tratar algunos tipos de cáncer y prevenir el rechazo de los trasplantes de órganos, y ha suscitado interés por su capacidad para prolongar la vida en ratones y otros organismos. Podría ser útil para frenar el crecimiento de las células madre y, por tanto, podría tener efectos beneficiosos en los seres humanos, afirma Lengefeld.
"Si encontramos fármacos específicos para hacer que las células madre sanguíneas de gran tamaño vuelvan a ser más pequeñas, podremos comprobar si esto mejora la salud de las personas que sufren problemas en su sistema sanguíneo -como anemia y un sistema inmunitario reducido- o tal vez incluso ayude a las personas con leucemia", afirma.
Los investigadores también demostraron la importancia del tamaño en otro tipo de células madre: las células madre intestinales. Descubrieron que las células madre más grandes eran menos capaces de generar organoides intestinales, que imitan la estructura del revestimiento intestinal.
"Esto sugiere que esta relación entre el tamaño y la función de la célula se conserva en las células madre, y que el tamaño celular es un marcador de la función de la célula madre", concluye Lengefeld.
