El estrés, definido en términos generales, puede tener un efecto profundamente perjudicial en el cuerpo humano. Incluso las células individuales tienen su propia forma de lidiar con las tensiones ambientales, como la radiación ultravioleta del sol o los gérmenes. Una respuesta al estrés, llamada senescencia- puede provocar que las células dejen de dividirse en casos de cáncer y envejecimiento, encontraron investigadores de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania. Su estudio, publicado esta semana en Naturaleza , puede ser prometedor para el tratamiento de trastornos relacionados con la inflamación.
La relación que conecta la senescencia, la inflamación, el cáncer y el envejecimiento es compleja, pero el primer autor Zhixun Dou, PhD, investigador asociado en el departamento de Biología Celular y del Desarrollo, ha estado separando estos detalles durante la mayor parte de su carrera. Dou trabajaen el laboratorio de la autora principal del estudio, Shelley Berger, PhD, profesora de biología celular y del desarrollo de la Universidad Daniel S. Och y profesora de biología y directora del Penn Epigenetics Institute.
Las células humanas tienen formas complicadas de protegerse contra el cáncer. Una forma es forzar el "envejecimiento prematuro" a través de la senescencia, un proceso que induce a las células a dejar de crecer. Aunque la senescencia suprime el cáncer, que es el lado bueno de este equilibrio fisiológico,también hay un lado oscuro. La senescencia se asocia con el envejecimiento normal y las células senescentes se acumulan en los tejidos envejecidos. Esta acumulación perjudica el tejido sano al desencadenar la hiperinflamación. Esta sobremarcha eventualmente contribuye a enfermedades relacionadas con la edad, como cáncer, enfermedades cardíacas y neurodegeneraciónLa idea general para la terapia futura es hacer una molécula pequeña que pueda detener el lado oscuro de la senescencia para tratar enfermedades relacionadas con la edad, especialmente aquellas relacionadas con la inflamación crónica.
"La cromatina - estructuras en el núcleo celular en el que residen los genes - se ve tradicionalmente como un componente celular que permanece en el núcleo para regular la expresión génica", dijo Berger "Descubrimos fragmentos de cromatina fuera de lugar que se pellizcandel núcleo de las células senescentes "
Berger, Dou y sus colegas descubrieron que esta cromatina desviada activa una vía de detección de ADN llamada cGAS-STING, un mecanismo basado fuera del núcleo más conocido por contener la infección microbiana, como por bacterias o virus. En el caso de senescencia yenvejecimiento, las células leen la fuga de cromatina del cuerpo fuera del núcleo como una "señal de peligro" similar a una infección microbiana. Los fragmentos de cromatina extraviados y la reacción de la célula hacia ellos eventualmente conducen a inflamación.
"Si bien la inflamación a corto plazo puede ayudar a detener el inicio del cáncer, el problema es que la inflamación crónica a largo plazo puede conducir a la destrucción del tejido, el envejecimiento e incluso, paradójicamente, puede ayudar a que el cáncer crezca y se propague", dijo Dou.
En el estudio de Nature, el equipo de Penn utilizó factores estresantes como agentes que dañan el ADN y oncogenes activados, así como células que envejecen naturalmente, para activar la alarma. Las células responden de dos maneras: cerrando la replicación celular permanentemente por senescenciae induciendo el sistema de alarma que aclama al sistema inmune para limpiar las células senescentes dañadas. El sistema inmune también tiene que estar en equilibrio: si bien está diseñado para ayudar a limpiar las células dañadas, si no está controlado, el sistema inmune puede hacer más dañoque bien.
Los ratones sin una vía de alarma activa que han estado expuestos a un estrés inductor de cáncer no solicitan ayuda al sistema inmunitario. Esto causa problemas porque las células dañadas dan lugar a tumores en los ratones afectados. Sin embargo, cuando los ratones normales están expuestosPara los factores estresantes que inducen el envejecimiento, la acumulación de células senescentes estimula una llamada continua a las células inmunes, lo que lleva a la inflamación crónica, que en última instancia causa daño tisular y envejecimiento prematuro. Meses después de recibir el estrés por radiación, los ratones normales con un sistema de alarma activa mostraroncanas masivas de su pelaje, un signo de envejecimiento en los mamíferos, al igual que los humanos muestran canas en la vejez. Por contraste, los ratones sin el sistema de alarma todavía tenían su pelaje negro después de la irradiación ". Este es un ejemplo gráfico de la brillante ylados oscuros de la inflamación ", dijo Dou.
Los investigadores creen que encontrar moléculas para atacar la vía inflamatoria siempre activa puede ser prometedor en el tratamiento de la inflamación crónica asociada con numerosas enfermedades, especialmente las del envejecimiento, como la artritis, la arteriosclerosis, la neurodegeneración, la obesidad y posiblemente incluso el canas y la pérdida de cabello.
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Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Pensilvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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