Células senescentes al microscopio. Las células, fibroblastos de pulmón humano, se volvieron senescentes después de que ellas o las células cercanas fueron modificadas genéticamente para aumentar la actividad del gen CD36. Las áreas teñidas de azul son regiones donde está activa una enzima asociada con la senescencia. Crédito:Darleny Lizardo / Alan Siegel / University at Buffalo North Campus Confocal Imaging Facility
Los científicos que buscan descubrir los secretos del envejecimiento celular han identificado un gen que desencadena la senescencia, un fenómeno en el que las células dejan de dividirse.
La senescencia es una ocurrencia natural en la vida de una célula, y los investigadores han tratado de aprender sobre él por un par de razones. Primero, está conectado con la vejez:se cree que las células senescentes contribuyen a las enfermedades cardíacas, artritis, cataratas y un grupo de otras afecciones relacionadas con la edad. Segundo, la falta de senescencia es un sello distintivo de las células cancerosas, que evitan este proceso para replicarse de manera incontrolada.
El nuevo estudio, publicado en línea el 20 de junio en Ómica molecular , una revista de la Royal Society of Chemistry:aclara los genes implicados en la senescencia celular, y destaca uno en particular que parece estrechamente asociado con este proceso biológico crucial.
En experimentos, Investigadores de la Universidad de Buffalo descubrieron que un gen llamado CD36 es inusualmente activo en personas mayores, células senescentes.
Y lo que es más, los científicos pudieron causar jóvenes, células sanas para dejar de dividirse aumentando la actividad de CD36 dentro de esas células. El efecto se extendió a las células cercanas, con casi todas las células en una placa de Petri mostrando signos de senescencia cuando sólo una pequeña fracción de esas células, alrededor del 10 al 15 por ciento, sobreexpresaban CD36. Las nuevas células colocadas en el medio de crecimiento (una sustancia espesa) que anteriormente albergaba las células senescentes también dejaron de replicarse.
Células senescentes al microscopio. Las células, fibroblastos de pulmón humano, se volvieron senescentes después de que ellas o las células cercanas fueron modificadas genéticamente para aumentar la actividad del gen CD36. Las áreas teñidas de azul son regiones donde está activa una enzima asociada con la senescencia. Crédito:Darleny Lizardo / Alan Siegel / University at Buffalo North Campus Confocal Imaging Facility
"Lo que encontramos fue muy sorprendente, "dice Ekin Atilla-Gokcumen, Doctor., profesor ayudante de Química en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB. "La senescencia es un proceso muy complejo, y no esperábamos que la alteración de la expresión de un gen pudiera desencadenarlo, o causar el mismo efecto en las células circundantes ".
Los resultados apuntan a CD36 como un tema interesante de investigación futura. El papel exacto del gen en la senescencia sigue siendo un misterio:los científicos saben que el gen guía al cuerpo en la construcción de una proteína del mismo nombre que se encuentra en la superficie de las células. pero aún se están estudiando las funciones de esta proteína. Las actividades propuestas incluyen ayudar a las células a importar lípidos, e influir en cómo se utilizan estos lípidos dentro de las células.
"Nuestra investigación identifica a CD36 como un candidato para estudios posteriores. La senescencia es un aspecto fundamental de ser una célula, pero todavía hay muchas cosas que no sabemos al respecto, "dice Omer Gokcumen, Doctor., profesor ayudante de ciencias biológicas en la Facultad de Artes y Ciencias de la UB. "La senescencia parece tener implicaciones para la vejez y el cáncer, así que entenderlo es muy importante ".
Atilla-Gokcumen y Gokcumen dirigieron el estudio. Los primeros autores fueron Ph.D. en química de la UB. la estudiante Darleny Lizardo y la investigadora postdoctoral en ciencias biológicas de la UB Marie Saitou, que ganó un premio por una charla sobre este trabajo durante el Simposio de Investigación Postdoctoral de la UB en junio.
Una imagen de microscopio de fluorescencia muestra una célula de fibroblastos de pulmón humano (centro, en rojo y verde azulado) que ha sido diseñado genéticamente para aumentar la actividad del gen CD36. El área en rojo muestra dónde la célula modificada está produciendo en exceso la proteína CD36. Las regiones verde azulado muestran los núcleos de varias células, incluida la celda de ingeniería. Crédito:Darleny Lizardo / Alan Siegel / University at Buffalo North Campus Confocal Imaging Facility
Concentrarse en un gen importante
Los científicos no se propusieron investigar CD36.
En lugar de, comenzaron con un par de objetivos generales:querían catalogar todos los genes relacionados con la senescencia, y querían comprender mejor en particular, de genes relacionados con los lípidos implicados en este proceso. (Estudios anteriores han demostrado que los lípidos desempeñan un papel en el envejecimiento celular).
CD36 surgió como un gen de interés en experimentos diseñados para abordar estas cuestiones.
Primero, a través de una técnica llamada transcriptómica, Los científicos identificaron al CD36 como uno de los dos genes relacionados con los lípidos que más aumentan su actividad en las células senescentes. (Esta parte del estudio se realizó en dos tipos de células, la piel humana y los fibroblastos pulmonares, y los hallazgos fueron válidos para ambos tipos de células).
CD36 apareció de nuevo en una segunda prueba, éste es un análisis genético de todos los genes relacionados con los lípidos que se aceleraron durante la senescencia. Dentro de este grupo de genes, CD36 se destacó como uno de los más variables en humanos, lo que significa que es muy probable que la secuencia de ADN del gen varíe de una persona a otra. Tal diversidad puede ser un indicador de variación funcional, en el que diferentes presiones ambientales y evolutivas dan lugar a una serie de mutaciones útiles en un gen altamente expresado que cumple un propósito importante, Dice Gokcumen.
"No nos propusimos buscar CD36, "Dice Gokcumen." Adoptamos un enfoque amplio para nuestro estudio, utilizando transcriptómica y un marco evolutivo para identificar genes y proteínas que son fundamentales para el proceso de senescencia. En el final, CD36 se destacó como un valor atípico en ambos casos. Eso es algo hermoso, una forma convincente de hacer investigación biológica ".
