Una población cada vez más envejecida; mayores casos de cáncer, con una tendencia ascendente para las próximas décadas, y más procesos crónicos. La sociedad actual, y la futura, enfrentan cada vez mayores desafíos sanitarios en los que la investigación se vuelca para comprenderlos y darles respuesta. El estudio de factores externos e internos, prevenibles o no, es una de las líneas estratégicas en las que se trabaja. En el último tiempo, y cada vez más gracias a los avances científicos, se ha permitido ir a las partes más pequeñas del cuerpo humano que se han relacionado con la enfermedad: los genes y las células.
Estas última, que con el paso de los años sufren procesos oxidativos, lo que afecta a sus funciones y las daña, son objeto, también, del efecto que distintos factores y elementos generan en ellas. Los procesos oxidativos están detrás del envejecimiento o de fallos en los procesos inmunitarios; otros factores como los mecanismos moleculares o las fuerzas mecánicas pueden explicar el desarrollo del cáncer, entre otras patologías.
Las células cuentan con algunas de las claves de los desafíos sanitarios del momento
Estos elementos que influyen en las células han sido definidos esta semana en dos investigaciones diferentes que han permitido a sus autores ahondar en las líneas terapéuticas que pueden ser posibles para abordar los grandes problemas de la sociedad actual.
LAS CÉLULAS CONTROLAN SU DESTINO, ¿NO?
El cáncer se caracteriza porque células anormales engañan al sistema inmunitario para dividirse, crecer y multiplicarse. E incluso, a diferencia del resto, estas “pierden” la capacidad para morir tras reproducirse y se dividen sin límite. De esta forma, las células generan masas que son tumores o neoplasias, como indican en un artículo publicado por la Sociedad Española de Oncología Médica (SEOM) los doctores Javier Puente y Guillermo de Velasco.
Para que este proceso se dé, investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) señalan, en una investigación publicada en la revista eLife, que se tienen que producir “errores” en las decisiones sobre el destino celular. Un término que hace referencia a la capacidad de estos tejidos de acelerar cambios en su identidad, lo que se conoce como conversión del destino celular, y por ejemplo un tipo de célula inmune se convierte en otro con otras funciones inmunológicas.
La presencia de un residuo de arginina específico de C/EBPα sin metilar, mediado por la encima Carm1 y junto con otro factor de transcripción (PU.1), la conversión de linfocitos B a macrófagos “se acelera en gran medida”.
Los autores se han centrado en C/EBPα, una proteína que orquesta la conversión de linfocitos B, un tipo de célula inmune, en macrófagos, otro tipo de célula inmunitaria. En este sentido, este factor transcriptor juega un papel esencial para la activación o el silenciamiento de la expresión génica y de esta forma transformar un tipo celular a otro. Para que se dé el proceso la proteína necesita ciertas modificaciones de encimas y los autores han descubierto que en el caso de que se dé la presencia de un residuo de arginina específico de C/EBPα sin metilar, mediado por la encima Carm1 y junto con otro factor de transcripción (PU.1), la conversión de linfocitos B a macrófagos “se acelera en gran medida”.
Los macrófagos generados a partir de este proceso son más resistentes a la inducción de la leucemia mieloide aguda. Una situación que se debe a que parten de un versión no metiladas y que al ser células inmunitarias que no se dividen previenen el desarrollo del tumor. Aunque es una investigación que deja muchas preguntas sin responder, supone una esperanza para generar tratamiento y llegar a una cura para diversas enfermedades oncológicas.
“En este mecanismo nuevo, PU.1 es activado por C/EBPα para que pase de ser un regulador de células B a un regulador de macrófagos, un elegante mecanismo de 'encendido y apagado' que asegura la formación fiel de un tipo de célula madura, evitando la formación de células confusas que a menudo se observan en los cánceres de la sangre. Esto allana el camino para encontrar fármacos que se dirijan a este mecanismo y corregir dichos defectos”, señala el Dr. Achim Leutz, coautor principal del estudio e investigador del Centro Max Delbrück.
FUERZAS FÍSICAS Y EL RELOJ CIRCADIANO DE LAS CÉLULAS
Esta semana también se ha publicado otra investigación celular que podría ayudar “a entender mejor el envejecimiento y ciertas enfermedades, como algunos tipos de cáncer”, como indican investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC). En su caso el estudio publicado en el Journal of Cell Biology se ha centrado en el efecto que diferentes fuerzas físicas tienen en el reloj circadiano de las células y, por tanto, en actividades como el metabolismo, las variaciones hormonales, la temperatura corporal, el sueño o la tensión arterial.
La proteína YAP, clave en la desregulación del reloj circadiano, también controla la proliferación celular y está relacionada con el desarrollo de metástasis en diferentes tipos de cáncer
En 2017 se concedió el Premio Nobel de Medicina a los investigadores que realizaron diferentes hallazgos sobre los mecanismos que controlan el reloj. En ese caso, los galardonados descubrieron los tres laureados que regulan este mecanismo, un paso que dio un importante empuje a la investigación en este campo con implicaciones para la salud y el bienestar.
Ahora, una colaboración entre el IBEC y la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados (ICREA) han dado otro paso más para descifrar el funcionamiento y han descrito el mecanismo por el cual el reloj circadiano de las células se desregula en respuesta a fuerzas físicas externas. “Recientemente se ha descrito que las fuerzas mecánicas son capaces de desregular el reloj circadiano. Lo que mostramos ahora es el mecanismo molecular por el que eso sucede”, señalan los investigadores.
En este sentido los investigadores se centraron en la proteína YAP (del inglés Yes-Associated Protein), la clave en la desregulación del reloj circadiano. Esta misma también controla la proliferación celular y está relacionada con el desarrollo de metástasis en diferentes tipos de cáncer. Los autores señalan que se activa en respuesta a estímulos mecánicos y que actúa sobre algunos genes diana iniciando una respuesta al estímulo inicial.
“La observación de que YAP altera el ritmo de las células añade una nueva dimensión a la regulación del reloj circadiano y aporta elementos que pueden contribuir a explicar por qué deja de funcionar correctamente en células cancerosas y en proceso de envejecimiento”, concluyen los investigadores en otro estudio a nivel celular que busca dar respuestas a los desafíos sanitarios actuales.