Las células envejecen por daños en la membrana

Un nuevo estudio ha descubierto que el daño mecánico a la membrana celular puede inducir la senescencia celular en células humanas

Nuestras células están rodeadas por una frágil membrana de sólo 5 nanómetros de grosor, 1/20 del de una pompa de jabón. Las actividades fisiológicas, como la contracción muscular y las lesiones en los tejidos, dañan fácilmente las células. Para hacer frente a estos daños, las células están equipadas con mecanismos que pueden reparar hasta cierto punto los daños en la membrana.

Hasta ahora se creía que el daño mecánico a la membrana celular desencadenaba dos resultados celulares simples: la recuperación o la muerte. En este estudio, sin embargo, los investigadores descubrieron un tercer resultado: la senescencia celular.

«Cuando empecé este proyecto, mi objetivo era simplemente 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. «Inesperadamente, acabamos descubriendo que el daño en la membrana celular, en cierto sentido, cambia el destino de las células».

La clave para determinar el destino celular es la extensión del daño y la subsiguiente afluencia de iones de calcio. El daño fino de la membrana celular puede repararse fácilmente, lo que permite a las células continuar la división celular sin problemas. El nivel más alto de daño de la membrana celular induce la muerte celular. Sin embargo, un nivel medio de daño de la membrana celular convierte a las células en células senescentes varios días después, a pesar de que el resellado de la membrana parece tener éxito.

Las células no son inmortales

Las células cancerosas se dividen ilimitadamente. En cambio, las células normales no cancerosas tienen una capacidad limitada de división celular: unas 50 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. Este mecanismo puede inducir cambios beneficiosos y 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 cuerpos animales, incluidos los 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.

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 descubrieron 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.

REFERENCIA

Plasma membrane damage limits replicative lifespan in yeast and induces premature senescence in human fibroblasts