Los daños en las membranas de las células provoca envejecimiento celular.
Las células se dañan con facilidad debido a las diversas actividades fisiológicas del organismo, como son la contracción muscular, a agentes externos. Para hacer frente a las lesiones, las células están equipadas con mecanismos que pueden reparar el daño de la membrana, pero hasta cierto punto.
Por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa
Imagen conceptual generada por DALL-E 2 de Microsoft Bing.
Nuestras células están rodeadas por una frágil membrana de tan solo 5 nanómetros de grosor, esto es, veinte veces más fina que la de una pompa de jabón. Es por ello que pueden sufrir desgarros y otro tipo de lesiones con facilidad. Para repararlas, cuenta con mecanismo de restauración, aunque estos tienen sus limitaciones.
Hasta hace poco, los biólogos creían que el daño mecánico a la membrana celular desencadenaba dos posibles desenlaces: recuperación o muerte. Un nuevo estudio publicado en la revista Nature Aging, sin embargo, ha sacado a la luz una tercera alternativa: la senescencia celular.
Los daños en la membrana cambia el destino de la célula.
«Cuando empecé este proyecto, simplemente pretendía comprender los mecanismos de reparación de la membrana celular dañada —recuerda el profesor Keiko Kono, jefe de la unidad de Membranología y autor principal de este estudio, en el que participaron varios miembros de la unidad, como Kojiro Suda, Yohsuke Moriyama, Nurhanani Razali y otros colegas. Y añade:— Inesperadamente, acabamos descubriendo que el daño a la membrana celular, en cierto sentido, cambia el destino de las células».
La clave para determinar el devenir celular es la extensión del daño y la posterior entrada de iones de calcio. El daño de la delgada membrana celular se puede reparar fácilmente, lo que permite que las células continúen dividiéndose sin ningún problema. El nivel más alto de daño a la membrana celular induce la muerte celular o apoptosis.
Sin embargo, un nivel medio de daño de la membrana celular convierte a las células normales en senescentes varios días después, a pesar de que el resellado de la membrana parezca que sa ha hecho con éxito.
Las células cancerosas se dividen ilimitadamente. En cambio, las células normales no cancerosas tienen una capacidad limitada de división celular: unas cincuenta veces antes de que la división se detenga irreversiblemente y las células entren en un estado conocido como senescencia celular.
Las células senescentes siguen siendo metabólicamente activas, pero a diferencia de las células jóvenes y sanas, producen diversas proteínas secretoras que aumentan la respuesta inmunitaria tanto en los tejidos cercanos como en los órganos distantes.
La eliminación de células senescentes puede rejuvenecer las funciones corporales.
Este mecanismo puede inducir cambios tanto beneficiosos como perjudiciales en nuestro organismo, como la aceleración de la cicatrización de heridas, la promoción del cáncer y el envejecimiento. Durante la última década, numerosos estudios han informado de la existencia de células senescentes en el organismo de animales, incluidos los seres humanos, y de que la eliminación de células senescentes puede rejuvenecer las funciones corporales en animales de experimentación.
Sin embargo, la causa de la senescencia celular en el cuerpo humano sigue siendo un tema controvertido. «El perfil de expresión génica y la bioinformática sugirieron que los daños en la membrana celular explican el origen de las células senescentes en nuestro cuerpo, concretamente las que se encuentran cerca de tejidos dañados», explica el profesor Kono.
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El inductor mejor establecido de la senescencia celular es la división celular repetida. Muchos otros factores de estrés también inducen la senescencia celular en el laboratorio, como los daños en el ADN, la activación de oncogenes y los cambios epigenéticos.
Durante mucho tiempo, el dogma en el campo de la investigación fue que varios tipos de estrés inducen la senescencia celular en última instancia a través de la activación de la respuesta al daño del ADN. Sin embargo, los autores del nuevo trabajo han descubierto que los daños en la membrana celular inducen la senescencia celular a través de un mecanismo diferente en el que intervienen los iones de calcio y el gen supresor de tumores p53. Estos hallazgos pueden contribuir a desarrollar una estrategia para lograr una longevidad saludable en el futuro.
Información facilitada por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa
Fuente: Suda, K., Moriyama, Y., Razali, N. et al. Plasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in human fibroblasts. Nature Aging (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s43587-024-00575-6
