Investigadores de la Universidad de Copenhague han identificado un mecanismo específico que protege nuestras células de los errores naturales del ADN, un "enemigo interno", que podría dañar permanentemente nuestro código genético y provocar enfermedades como el cáncer. El estudio acaba de serpublicado en Biología celular natural .
Investigadores de la Universidad de Copenhague han descubierto un mecanismo que le da a las células humanas la oportunidad de dejar de acumular mutaciones, las células se replican y se dividen en el cuerpo. El descubrimiento podría resultar muy útil en el desarrollo de nuevos tratamientos contra enfermedades causadas por cambiosen ADN humano como el cáncer.
Para limitar los cambios dañinos en el código genético que pueden conducir a enfermedades potenciales, las células de nuestro cuerpo dependen de un mecanismo de defensa natural. El nuevo estudio muestra cómo las proteínas especializadas envuelven y protegen el ADN dañado y lo 'escoltan' hasta el dañopuede repararse. Los investigadores descubrieron que este proceso se basa en un momento preciso y un control meticuloso dentro de las células.
"Hemos descubierto un mecanismo específico en las células humanas que retrasa la propagación del daño del ADN en generaciones sucesivas de células en división. Este descubrimiento nos ayuda a comprender cómo nuestros cuerpos se protegen de muchos tipos de cáncer", dice el profesor Jiri Lukas, director delGrupo de Dinámica y Estabilidad de Cromosomas y Director Ejecutivo del Centro de Investigación de Proteínas de la Fundación Novo Nordisk de la Universidad de Copenhague.
Defensa contra un enemigo dentro
El cáncer generalmente se desarrolla a partir de células con ADN dañado. Es bien sabido que el humo del tabaco o la luz ultravioleta causa cáncer de pulmón o de piel precisamente debido a su capacidad para dañar el ADN. Por muy malo que sea, la esperanza en estos cánceres causados por el medio ambientees que somos conscientes de sus orígenes y, por lo tanto, podemos reducir drásticamente el riesgo simplemente descartando cigarrillos o protegiéndonos de la exposición excesiva a la luz solar.
Lo que es menos conocido es que una fuente más problemática de daño en el ADN son los procesos celulares normales, como la replicación del ADN. Estos no se pueden evitar porque inevitablemente están en acción cada vez que las células se dividen. La escala de este problema se ilustra mejor al darse cuenta de quenuestros cuerpos están formados por sucesivas divisiones de billones de células, todas originadas de un solo óvulo fertilizado. Todos los días, un cuarto de billón de células en el cuerpo humano adulto continúa dividiéndose para reponer tejido viejo o dañado. Entre la multitud de ADNel daño sufrido durante cada proceso de división celular, los más peligrosos son aquellos que pueden transmitirse de las células madre a las células hijas recién nacidas. Este daño al ADN heredado es el verdadero 'enemigo interno' que no puede evitarse simplemente cambiando el estilo de vida de uno.
Daño de ADN heredable como fuente de cáncer
El nuevo descubrimiento es el resultado de muchos años de trabajo y se basa en el hallazgo realizado hace ocho años por el mismo grupo también publicado en Nature Cell Biology. En 2011, el grupo de Jiri Lukas descubrió que el daño al ADN heredado causado porLos problemas durante la replicación del ADN están protegidos en orgánulos especializados literalmente 'órganos pequeños'; en la práctica compartimentos subcelulares con una función específica llamados 'cuerpos nucleares 53BP1'.
En el nuevo estudio, los investigadores aprovecharon su capacidad para etiquetar los cuerpos nucleares 53BP1 en células humanas vivas utilizando tintes fluorescentes y luego los siguieron bajo el microscopio durante varias generaciones sucesivas. Esto permitió por primera vez observar elEl destino del daño al ADN heredado directamente desde el momento de la generación en las células madre hasta su destino final en las células hijas. Fue un verdadero desafío, ya que rastrear las células vivas bajo el microscopio durante muchas horas, incluso días, es una tarea muy difícil., que solo unos pocos laboratorios del mundo pueden hacer.
Los investigadores encontraron que las células hijas están bien equipadas para los desafíos de la vida y movilizan cuerpos nucleares 53BP1 para 'escoltar' las lesiones de ADN heredado a una etapa muy tardía de su ciclo de división cuando se vuelven competentes para un último intento de reparar el ADN heredadolesiones
Los investigadores también encontraron que la parte molecular clave de este 'kit de herramientas de reparación' es una enzima llamada RAD52, que como resultado de este estudio ahora califica como un verdadero miembro de la familia de proteínas supresoras de tumores que protege nuestro ADN contra el cáncer.mutaciones predisponentes.
"Los cuerpos nucleares 53BP1 retrasan la división celular en las células hijas para alcanzar el único tiempo restante en su ciclo de vida cuando pueden reparar las lesiones de ADN que su madre causó pero no pudieron solucionar. Esta segunda oportunidad es vital porque también es la última"Hemos pronosticado y luego documentado experimentalmente que un fracaso de esta segunda oportunidad convierte el daño de ADN inicialmente curable en uno que ya no puede repararse. La acumulación de tales percances podría provocar enfermedades, incluido el cáncer", dice el profesor asistente Kai John Neelsen deel Centro de la Fundación Novo Nordisk para la Investigación de Proteínas.
Este conocimiento puede resultar vital en la mejora de la terapia contra el cáncer. Dado que muchos medicamentos contra el cáncer dañan el ADN de las células cancerosas que se dividen rápidamente, comprender el momento y los mecanismos para reparar el ADN es esencial para desarrollar nuevos medicamentos y minimizar los efectos secundarios de los tratamientos actuales.
"Nuestro trabajo revela formas inesperadas en las que las células tratan el daño del ADN heredado. Con la identificación de las proteínas clave que impulsan este proceso, hemos sentado las bases para investigaciones sobre posibles aplicaciones terapéuticas", dice Postdoc Julian Spies de la Fundación Novo NordiskCentro de Investigación de Proteínas de la Universidad de Copenhague.
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Materiales proporcionado por Universidad de Copenhague, Facultad de Ciencias Médicas y de Salud . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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