Un grupo de investigadores del Hospital Infantil de Boston descubrió que la reprogramación de las células de la piel, utilizando la tecnología de células madre pluripotentes, aumentaba la longitud de los telómeros en las células. El proceso de reprogramación activaba la enzima telomerasa, responsable del mantenimiento de los telómeros. La investigación fue publicada hoy en la versión online de la revista Nature.
La investigación añade datos a unos descubrimientos anteriores que sugerían que la mejora de la actividad de la enzima telomerasa podría beneficiar a los pacientes con enfermedades de envejecimiento prematuro. El estudio también proporciona una nueva herramienta para estudiar la telomerasa, una enzima de gran interés para los científicos que trabajan tanto en el envejecimiento como en el cáncer. El acortamiento de los telómeros a lo largo de la vida se cree que está ligado al envejecimiento. Y una activación anormal de la telomerasa en las células cancerígenas les permite proliferar de forma incontrolada. Aunque los científicos ya sabían que la reprogramación de células podía aumentar la longitud de los telómeros en las células de personas sanas, no estaba claro si podía ocurrir lo mismo con la telomerasa defectuosa.
La telomerasa es más activa en las células madre, permitiendo que estas células mantengan su longitud de telómero y se dividan de forma infinita. Los telómeros de las células diferenciadas, tales como las células de la piel, se acortan con cada división, limitando su ciclo de vida. (El descubrimiento de la enzima en los años 80 fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina el año pasado.)
Las personas con una enfermedad de envejecimiento prematuro llamada disqueratosis congénita a menudo poseen defectos genéticos en uno de los tres componentes de la telomerasa, produciendo un rango de anormalidades, incluyendo en la piel, la sangre y el tracto gastrointestinal. El defecto más mortal es una incapacidad para renovar los varios tipos de células sanguíneas, lo que lleva a muertes prematuras por infección o sangrado. “Sabemos que las células de estos pacientes crecen muy pobremente bajo cultivo en comparación con las células normales,” afirma Inderjeet Dokal, médico en Barts y The London School of Medicine and Dentistry, en Londres, que logró identificar los primeros genes con la enfermedad pero no estuvo involucrado en la nueva investigación. La enfermedad, que es bastante rara, ha logrado un interés más amplio gracias a un cada vez mayor enfoque en la ciencia de los telómeros y su papel en el envejecimiento.
En el nuevo estudio, Suneet Agarwal, médico e investigador en el Hospital Infantil, y junto a sus colaboradores, tomaron células de la piel de tres pacientes con la enfermedad y modificaron genéticamente las células para que expresaran un grupo de genes que provocan la reprogramación, invirtiendo las células hasta un estado embrionario. Les sorprendió descubrir que las células reprogramadas crecían y se dividían, y los telómeros se alargaban con cada división.
n“Muestra que las células se pueden rejuvenecer,” afirma Lorenz Studer, médico y científico en el Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, en Nueva York y quien no estuvo involucrado en la investigación. El defecto en la enzima telomerasa “parece estar reprimido o suprimido durante la reprogramación, lo que probablemente explique por qué a los pacientes les va relativamente bien durante las primeras fases de la vida,” afirma. “Los pacientes aún poseen la misma mutación tanto en la célula de la piel como en la célula iPS, pero dicha mutación sólo se manifiesta en las células diferenciadas.”
Los investigadores descubrieron que la reprogramación parecía activar un componente específico de la enzima telomerasa, un descubrimiento que esperan poder usar para desarrollar nuevos tratamientos para esta y otras enfermedades relacionadas con la telomerasa. Agarwal espera poder encontrar fármacos que activen la enzima.
“Esta enfermedad supone un caso ideal para la aplicación clínica de células madre adultas con telómeros rejuvenecidos o de terapias de células iPS, puesto que el defecto primario de la deficiencia dentro de la telomerasa no necesita ser corregido si la función de la telomerasa se puede estimular temporalmente lo suficiente como para alongar los telómeros,” escribió Kathleen Collins, bióloga en la Universidad de Califo ia, Berkeley, en un correo electrónico. “Este trabajo muestra que el estado iPS consigue precisamente eso.”
Los descubrimientos suponen un ejemplo inicial del potencial de la reprogramación de células inducidas pluripotentes, una tecnología desarrollada por primera vez en 2007 como herramienta para el estudio de enfermedades humanas. La técnica, mediante la que la ingeniería genética o unos componentes químicos son utilizados para activar genes normalmente expresados en las células embrionarias, permite a los científicos crear células madre a partir de pacientes con distintas enfermedades. La esperanza es que la diferenciación de estas células en el tipo de célula afectada por la enfermedad permitirá a los investigadores estudias los mecanismos moleculares que la causan.
Studer señala que la nueva investigación podría arrojar luz sobre cómo la edad o el estado del telómero de una célula podría afectar a cómo se manifiesta una enfermedad particular. Por ejemplo, no está claro aún si las células derivadas de pacientes con enfermedades relacionadas con la edad, como el Parkinson o el Alzheimer, mostrarán signos de la enfermedad pronto después de ser reprogramadas, o si las células deben envejecer—pasar por un número de divisiones celulares—para reflejar con más precisión enfermedades relativas a la edad.