Envejecimiento, cáncer, y la fuente de la juventud

Hace un tiempo un estudiante me preguntó (en Somos Científicos) que por qué se mueren las células. La respuesta a esa pregunta nos sirve para entender también por qué envejecemos, e incluso cómo puede producirse un cáncer. Empecemos por el principio…

¿Por qué se mueren las células?

… aunque esto quizá sea más bien el final, pero también nos vale. Hay varios motivos por los que pueden morir las células. Por supuesto, si algo las daña, puede matarlas, igual que nos pasa a los organismos. Pero si nada las daña, aun así mueren. Una explicación de esto es porque van perdiendo su material genético. Probablemente todos hemos estudiado en la biología del instituto que cuando una célula se divide (por mitosis) da lugar a dos células con la misma cantidad de ADN. Esto no es siempre así; sí es cierto (en general) en seres unicelulares, en las células que producen nuestros gametos (las que nos sirven para reproducirnos), o en algunos tejidos que se tienen que reproducir muy rápidamente (como la piel o las células del aparato digestivo). Quizás alguien esté pensando que los gametos se producen por meiosis y en realidad llevan la mitad del material genético; y es cierto, pero llevan una mitad íntegra, sin pérdidas. Seguid leyendo y lo entenderéis.

Muchas otras células, al reproducirse, producen células que tienen un poquito menos de ADN. Esta pérdida de ADN se produce porque las enzimas que copian el ADN, que tienen que «leerlo» para construir un ADN similar, no son capaces de llegar hasta el final de las cadenas de ADN. Para explicar por qué sucede este fenómeno, lo ilustraré con un ejemplo metafórico.

Dibujo de un antiguo copista.

Imaginemos que nosotros leyésemos libros, pero nunca pudiésemos leer la última página. Si nuestro trabajo consiste en copiar libros a mano, igual que hacían los copistas antes de la invención de la imprenta, tendremos que leer un libro e ir escribiendo cada página en un nuevo libro. Pero si no podemos leer la última página, esa no la podremos escribir en el nuevo libro, y este perderá una página respecto al original. Y si luego cogemos el libro que hemos copiado y lo volvemos a escribir en una segunda copia, teniendo de nuevo el problema de que no podremos leer la última página, la segunda copia perderá otra página respecto a la anterior, y ya tendrá dos páginas menos que el libro original. Si esto se repite muchas veces, perderemos muchas páginas, y la historia del libro quedará rota, porque no tendrá final.

Organización del ADN en la célula durante la mitosis.

Por suerte, los cromosomas (las estructuras de ADN de la mitosis) tienen al final una parte llamada telómero, que es útil para evitar ese problema durante un tiempo. Siguiendo con el ejemplo de los libros, es como si las células, «sabiendo» que van a perder páginas, pusiesen muchas páginas en blanco al final del libro. De esa manera, aunque con cada división se pierda una página, no nos perderíamos el final de la historia. Por supuesto, las células no saben nada ni ponen nada, los telómeros están ahí y tienen esa función de manera natural. Son regiones de ADN que no contienen información importante para la célula (lo que se denomina ADN no codificante), solo están de relleno para permitir que las células puedan reproducirse muchas veces sin perder el ADN que sí contiene información importante.

Pero después de muchas divisiones, cuando se pierden muchos fragmentos, llega un momento en que se acaban los telómeros; nos quedamos sin páginas en blanco y se empiezan a perder páginas importantes para la historia. Entonces las células empiezan a perder la información que necesitan para poder cumplir sus funciones, y dejan de funcionar como deberían.

En esos casos hay mecanismos para que se produzca la muerte de esas células «inútiles». En primer lugar, las células pueden inducir su propia muerte por un proceso denominado apoptosis. Si las células no inducen su propia muerte, nuestro sistema inmune puede detectarlas y destruirlas para que no causen problemas al organismo.

El reloj de arena de la vida celular

Por tanto, los telómeros son como un reloj de arena que marca cuánto tiempo de vida les queda a las células. Solo que en vez de marcarlo en unidades de tiempo, lo marcan en número de veces que las células se pueden dividir antes de morir. Aunque técnicamente no es la misma célula la que sigue viviendo después de una división, sino que son las células que genera, pero en cualquier caso es una sucesión de generaciones celulares hasta que se llega a una que ha perdido tanto ADN que debe morir.

Nuestro envejecimiento se explica por el estado de los telómeros de las células que forman nuestros tejidos. Cuantas más veces se hayan dividido, más ADN habrán perdido, y menos generaciones les quedarán antes de morir, de manera que nuestros tejidos van envejeciendo. Y pueden envejecer de manera diferente, es decir, podemos tener partes del cuerpo más envejecidas que otras, si sus células se han dividido más. Esto sucede por ejemplo cuando sufrimos un daño (como un corte o un golpe). Muchas de las células dañadas se pierden, así que las que quedan en ese tejido se tienen que dividir para reemplazarlas, con lo que se gastan más generaciones celulares y se acelera el envejecimiento de ese tejido.

La aparición del cáncer vs. el rejuvenecimiento

A veces, de manera accidental esas células empiezan a «añadir» nuevas páginas, o dejan de perderlas, pero esa información no encaja con el resto de la historia, no tiene sentido. O para ser más precisos, se interrumpe el acortamiento de los telómeros, y pueden producirse mutaciones que introduzcan funciones anómalas en la célula. Entonces la célula «se vuelve loca», empieza a funcionar de manera rara, con un metabolismo acelerado, incluso volviéndose virtualmente inmortal… y si el sistema inmune no logra destruirla, es cuando esa célula puede provocar un tumor. Así se produce el cáncer.

Imagen de célula tumoral al microscopio electrónico de barrido (MEB).

Aunque frenar el acortamiento de los telómeros puede ser una clave para prolongar nuestra vida. Hace poco se publicó una noticia en la que se anunciaba el desarrollo de terapias génicas para alargar los telómeros (enlace aquí). Aunque esta noticia en particular hace referencia a un solo caso de estudio, y no es fiable por haber sido realizado de manera fraudulenta, pero hay muchos investigadores que están desarrollando este tipo de terapias.

Si bien es algo muy complicado, y tiene sus riesgos, si realmente llegamos a conseguirlo podríamos frenar el deterioro celular de nuestros tejidos, logrando así mantenerlos más jóvenes e incluso rejuvenecer hasta cierto punto. La complicación, además de lograr eso, está en hacerlo de manera que no degenere en células disfuncionales que provoquen tumores. La clave está en la enzima telomerasa, que se encarga de alargar los telómeros. Es la responsable de evitar su acortamiento en las células germinales y en otras que previenen ese envejecimiento por acortamiento de los telómeros.

En definitiva, en los telómeros está la respuesta a muchas de las cuestiones que inquietan a nuestra sociedad, como son el envejecimiento, el cáncer, y en general la salud y la apariencia de nuestro cuerpo, además de nuestra esperanza de vida. Y esto no solo sucede en nuestra especie, sino también en todas las demás que envejecen como nosotros. No cabe duda de que es un tema interesante, y también muy complejo, del que se puede contar mucho. Así que contaré más, pero en futuras publicaciones en este blog. En mi siguiente publicación (enlace aquí) explico en detalle el proceso molecular por el que se pierden esos fragmentos de ADN. Por ahora, terminaré respondiendo a la pregunta que seguramente se harán muchos tras toda esta explicación. Y la respuesta es no. Aunque podamos llegar a rejuvenecer, eso no significará que podamos ser inmortales. Al final el deterioro de nuestro organismo siempre será inevitable.

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