La solución de los telomeros

En 1970 se estableció el concepto de reloj biológico, afirmando que el envejecimiento es un mecanismo programado, de tal manera que las células tendrían un tiempo máximo de supervivencia codificado en el ADN, así como un número de mitosis predeterminadas dependiendo de la extirpe celular a la que pertenezcan. Las únicas células que no tendrían esta característica serían las células cancerosas y germinales.

En ambos extremos de cada cromosoma se encuentra la estructura denominada telómero, es la parte terminal de la secuencia de ADN de los cromosomas, este telómero no codifica información genética, sino que determina la capacidad de división celular. En cada división celular una enzima denominada telomerasa, replica los telómeros, pero no lo hace completamente, de tal manera que en cada división celular el telómero se va acortando, con lo que después de 40 ó 50 divisiones la célula ya no puede dividirse y muere. 

Este telómero podría explicar el concepto de muerte programada, de tal manera que cada vez que una célula se divide, pierde una porción de telómero, el cual a su vez genera sutiles cambios en la expresión proteica del resto del cromosoma, de tal manera que cada nueva célula nace “un poco mas vieja” que su progenitora asimismo tiene en reserva menos capacidad de volver a reproducirse. 

La hipótesis más aceptada de por qué envejecemos es la acumulación de daño en nuestro material genético (DNA), que se produciría asociado al proceso mismo de la vida. Sin embargo, la naturaleza del daño causante de envejecimiento es aún motivo de intenso debate científico. Trabajos recientes con ratones modificados genéticamente sugieren que los “radicales libres”, popular teoría de envejecimiento, no parecen ser los causantes del envejecimiento del organismo.

Las células, al irse dividiendo para dar lugar a nuevas células, van transmitiendo un DNA dañado e incompleto debido a la pérdida progresiva de unas estructuras protectoras del DNA denominadas telómeros. Cuando los telómeros se acortan por debajo de una longitud mínima, las células interrumpen su ciclo celular y dejan de regenerar los tejidos, produciéndose así el envejecimiento de las células y consecuentemente el envejecimiento de todo el organismo.

Esta idea, tiene un amplio apoyo experimental con ratones modificados genéticamente para la telomerasa, el enzima que sintetiza los telómeros, asi como con enfermedades humanas de envejecimiento prematuro debidas a un acortamiento acelerado de los telómeros.

En el reciente estudio liderado por Maria A. Blasco en el CNIO, y al que han contribuido principalmente Stefan Schoeftner y Raquel Blanco, el daño producido telómeros cortos produce cambios globales en la expresión de los genes consistentes con la activación de una respuesta a “estrés celular” que implica a las vias de AKT y mTOR, que coincide con la disminución de la capacidad de división de las células, así como su capacidad para reparar el daño en el DNA.

Sorprendentemente, los telómeros cortos también interfieren con importantes procesos epigéneticos tales como la inactivación del cromosoma X en las hembras, que además deja de ocupar la misma posición nuclear que los RNAs teloméricos o TERRAs. Defectos en la inactivación del X tendrían consecuencias fatales para la viabilidad de las células.

Según Blasco: “Este descubrimiento sugiere que el progresivo acortamiento de los telómeros y la acumulación de telómeros disfuncionales constituyen la principal fuente de daño, que es suficiente para provocar el envejecimiento de organismo”.

Cuanto más largos son los telómeros, más puede multiplicarse una célula (incluidas las células madre que regeneran los tejidos) y por lo tanto el organismo se mantiene joven durante más tiempo. La relación entre telómeros y envejecimiento se conoce desde 1990 gracias a las investigaciones de Carol Greider y Calvin Harley. Existe además una enzima que contribuye a este proceso, alargando los telómeros: la telomerasa. Por su descubrimiento han recibido este año el Premio Nobel de Medicina Elisabeth H. Blackburn, Carol W. Greider, y Jack W. Szostak.

El equipo de Maria A. Blasco demostró el año pasado (en noviembre, en la revista Cell) que la relación entre telómeros y envejecimiento también funcionaba en mamíferos. Ratones tratados con telomerasa envejecen más tarde y viven hasta un 40% más. Pero hasta ahora se desconocía el mecanismo interno exacto que producía que una célula con telómeros cortos envejeciera antes que las demás.