Las células madre del hígado que expresan altos niveles de telomerasa, una proteína a menudo asociada con la resistencia al envejecimiento, actúan en ratones para regenerar el órgano durante el recambio celular normal o el daño tisular, según un estudio de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford.
Las células se distribuyen por los lóbulos del hígado, lo que le permite repararse rápidamente independientemente de la ubicación del daño.
Comprender la notable capacidad de reparación y regeneración del hígado es un paso clave para comprender qué sucede cuando el órgano deja de funcionar correctamente, como en los casos de cirrosis o cáncer de hígado.
"El hígado es una fuente muy importante de enfermedad humana", dijo el profesor de medicina Steven Artandi, MD, PhD. "Es fundamental comprender el mecanismo celular por el cual el hígado se renueva. Hemos descubierto que estos raros, proliferanteslas células se diseminan por todo el órgano y son necesarias para permitir que el hígado reemplace las células dañadas. Creemos que también es probable que estas células puedan dar lugar a cánceres de hígado cuando su regulación falla ".
Artandi es el autor principal del estudio, que se publicará en línea el 4 de abril en Naturaleza . La becaria postdoctoral Shengda Lin, PhD, es la autora principal del artículo.
Un órgano único
Las células del hígado, llamadas hepatocitos, funcionan para filtrar y eliminar las toxinas de la sangre. El hígado es único entre los órganos en su capacidad de regenerarse por completo a partir de tan solo el 25 por ciento de su masa original. El alcoholismo crónico o la infección por hepatitis pueden causar ciclosde daño y renovación que conducen a cicatrices irreversibles que deterioran la función del órgano. Pero se sabe relativamente poco sobre cómo se regenera el órgano o qué células podrían ser responsables de los cánceres.
"Aproximadamente 900.000 personas mueren cada año en todo el mundo a causa de la cirrosis", dijo Artandi, "y el cáncer de hígado es la quinta causa principal de muerte por cáncer en los Estados Unidos. Pero nuestra comprensión de cómo se renueva el hígado ha languidecido en comparación con los avanceshecho en otros órganos. "
La telomerasa es un complejo de proteínas que "remata" los extremos de los cromosomas después de la replicación del ADN. Sin su actividad, las tapas cromosómicas protectoras llamadas telómeros se acortarían gradualmente con cada división celular. La mayoría de las células adultas tienen poca o ninguna actividadel acortamiento de sus telómeros sirve como una especie de reloj molecular que limita la vida útil de las células y, según creen algunos, de un organismo.
Sin embargo, las células madre y algunas células cancerosas producen suficiente telomerasa para evitar que sus telómeros se acorten, deteniendo efectivamente el reloj de envejecimiento y permitiendo un número aparentemente ilimitado de divisiones celulares. Las mutaciones que bloquean la actividad de la telomerasa causan cirrosis en ratones y humanos. Por el contrario, mutacionesque aceleran la telomerasa se encuentran con frecuencia en cánceres de hígado.
Lin y Artandi se preguntaron si podrían usar la expresión de la telomerasa como marcador para identificar el subconjunto de células responsables de la regeneración del hígado durante el recambio normal. Estas células, creen, también podrían servir como la célula de origen del cáncer de hígado.
Hacer nuevas celdas
Lin descubrió que, en ratones, alrededor del 3-5 por ciento de todas las células hepáticas expresan niveles inusualmente altos de telomerasa. Las células, que también expresan niveles más bajos de genes involucrados en el metabolismo celular normal, se distribuyeron uniformemente por los lóbulos del hígado. Duranterecambio celular regular o después de que el hígado se dañó, estas células proliferan en el lugar para formar grupos de nuevas células hepáticas.
"Estas células raras se pueden activar para dividirse y formar clones en todo el hígado", dijo Artandi, quien tiene la cátedra Jerome and Daisy Low Gilbert. "A medida que los hepatocitos maduros mueren, estos clones reemplazan la masa hepática. Pero están funcionandoen su lugar; no se están reclutando en otros lugares del hígado. Esto puede explicar cómo el hígado puede reparar rápidamente el daño independientemente de dónde ocurra en el órgano ".
El hecho de que estas células madre expresen menos genes metabólicos podría ser una forma de proteger a las células de la rutina diaria que enfrentan sus pares y de limitar la producción de subproductos metabólicos que pueden dañar el ADN.
"Esta puede ser una forma de proteger estas células importantes y permitirles transmitir un genoma más prístino a sus células hijas", dijo Artandi. "No están realizando todas las funciones de 'abeja obrera' de los hepatocitos normales".
Cuando Lin diseñó los hepatocitos que expresan la telomerasa para que murieran en respuesta a una señal química y les dio a los ratones una sustancia química que daña el hígado, descubrió que los animales en los que habían muerto las células de la telomerasa presentaban cicatrices hepáticas mucho más graves que lasen el que las células eran funcionales.
"Podría imaginarse el desarrollo de medicamentos que protejan estas células que expresan la telomerasa, o formas de utilizar enfoques de terapia celular para renovar el hígado", dijo Artandi. "En el lado del cáncer, creo que estas células son candidatas muy fuertes para células de origen. Finalmente estamos comenzando a comprender cómo funciona este órgano ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Medicina de Stanford . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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