Los nucleolos pequeños ralentizan el envejecimiento, mientras que los grandes aceleran la muerte celular al desestabilizar el ADN ribosomal
Un diminuto componente en el núcleo celular, llamado nucleolo, podría ser la clave de la juventud celular. Investigadores de Weill Cornell Medicine han identificado este “temporizador de mortalidad” estudiando levaduras, organismos sorprendentemente parecidos a los humanos en su biología celular.
El nucleolo es una estructura densa dentro del núcleo celular donde se alberga el ADN ribosomal (rDNA), una región crucial para la formación de ribosomas, que son las fábricas de proteínas en las células. Este ADN es especialmente frágil debido a su naturaleza repetitiva, lo que lo hace susceptible a daños y fallos en su reparación. Con el envejecimiento, los nucleolos tienden a agrandarse, lo que perjudica la estabilidad del ADN ribosomal y acelera la muerte celular. Según el estudio, publicado en Nature Aging, mantener los nucleolos pequeños podría extender la vida de las células y, potencialmente, la de los seres humanos.
Este modelo de núcleo con nucléolo (rosa) muestra cómo el ADN ribosómico se repara correctamente en las células jóvenes. Sin embargo, en las células viejas con el nucléolo agrandado, la reparación del ADN es imprecisa, lo que conduce a una muerte celular más rápida. Crédito: Tyler Lab
A medida que envejecemos, nuestro riesgo de padecer enfermedades como cáncer, dolencias cardiovasculares y neurodegenerativas aumenta. Según la profesora Jessica Tyler, “el envejecimiento es el mayor factor de riesgo para estas enfermedades. En lugar de tratar cada enfermedad por separado, sería mejor desarrollar terapias que retrasen la aparición de todas ellas al prevenir los defectos moleculares subyacentes”.
Los nucleolos desempeñan un papel crucial. Durante el envejecimiento, esta estructura tiende a expandirse. En modelos como levaduras y gusanos, estrategias antienvejecimiento como la restricción calórica, que implica reducir la ingesta de alimentos, mantienen los nucleolos pequeños. “La restricción calórica hace tantas cosas diferentes que nadie sabe con precisión cómo extiende la vida útil”, explicó Tyler.
Para investigar el papel del tamaño del nucleolo, el equipo liderado por Tyler y el doctor J. Ignacio Gutiérrez desarrolló un método artificial para anclar el ADN ribosomal a la membrana del núcleo en levaduras, controlando su tamaño. Descubrieron que mantener los nucleolos compactos retrasaba el envejecimiento de manera comparable a la restricción calórica.
Curiosamente, los nucleolos no crecen de manera uniforme durante la vida de las células. Permanecen pequeños durante la mayor parte de su vida, pero al alcanzar un umbral de tamaño, comienzan a expandirse rápidamente. A partir de ese momento, las células solo sobreviven unas cinco divisiones más, lo que establece un “temporizador de mortalidad”.
“Cuando vimos que no era un aumento lineal, supimos que algo muy importante estaba ocurriendo”, comentó el doctor Gutiérrez. Este crecimiento descontrolado coincide con un aumento en la inestabilidad del ADN ribosomal. Además, cuando los nucleolos son grandes, pierden su capacidad de excluir ciertas proteínas, permitiendo la entrada de moléculas que desestabilizan aún más el genoma. “El objetivo de los condensados biológicos es separar reacciones para que funcionen eficientemente, pero cuando entran proteínas adicionales al nucleolo, se desata una inestabilidad genética que marca el final de la vida útil”, añadió Tyler.
El siguiente paso del equipo será investigar cómo afectan los nucleolos al envejecimiento en células madre humanas. Estas células son fundamentales porque reemplazan a otras que mueren, pero su capacidad de división también se agota con el tiempo. Los investigadores esperan que este conocimiento permita prolongar la funcionalidad de las células madre.
“Fue emocionante conectar la estructura del nucleolo con el proceso de reparación de ADN de una manera que podría ser válida desde la levadura hasta los humanos”, concluyó Gutiérrez.
Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para entender y manipular el envejecimiento celular, con la esperanza de desarrollar tratamientos que alarguen la vida y mejoren la salud en la vejez.
REFERENCIA
Imagen: DALL-E
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