Células humanas viejas rejuvenecidas en el descubrimiento de avance en el envejecimiento.

Los investigadores de las Universidades de Exeter y Brighton descubrieron una nueva forma de rejuvenecer las células viejas en el laboratorio, haciendo que no solo parezcan más jóvenes, sino que comiencen a comportarse más como células jóvenes.

Un equipo dirigido por la Profesora Lorna Harries, Profesora de Genética Molecular en la Universidad de Exeter, ha descubierto una nueva forma de rejuvenecer las células senescentes inactivas. A las pocas horas del tratamiento, las células más viejas comenzaron a dividirse y tenían telómeros más largos, estos son los extremos de los cromosomas, que es una region de ADN no codificante, cuya función principal es la estructura de los cromosomas, sea estable en las células y en la división celular, estos extremos en los cromosomas que se acortan a medida que envejecemos.



Este descubrimiento, financiado por Dunhill Medical Trust, se basa en hallazgos anteriores del grupo Exeter que demostraron que una clase de genes llamados factores de empalme, estos factores de empalme actúan como balizas para guiar a las pequeñas proteínas ribo nucleares para formar una máquina de empalme, llamada spliceosome,  se desactivan progresivamente a medida que envejecemos.

A medida que el ADN se transcribe en ARN, necesita ser editado para eliminar las regiones no codificantes, o intrones, que se muestran en verde. Este proceso de edición se llama splicing o empalme , que consiste en eliminar los intrones, dejando solo las regiones amarillas codificantes de proteínas, llamadas exones.

El empalme de ARN comienza con el ensamblaje de proteínas auxiliares en los bordes del intrón / exón. Estos factores de empalme actúan como balizas para guiar a las pequeñas proteínas ribo nucleares para formar una máquina de empalme, llamada spliceosome, espliceosoma o complejo de corte y empalme. La animación muestra que esto sucede en tiempo real. El spliceosome luego coloca los exones a ambos lados del intrón muy juntos, listos para ser cortados. Un extremo del intrón se corta y se dobla sobre sí mismo para unirse y formar un bucle. El espliceosoma luego corta el ARN para liberar el ciclo y unir los dos exones. El ARN editado y el intrón se liberan y el espliceosoma se desmonta.

Este proceso se repite para cada intrón en el ARN. Numerosos spliceosomas, que se muestran aquí en púrpura, se ensamblan a lo largo del ARN. Cada spliceosome elimina un intrón, liberando el lazo antes de desmontarlo. En este ejemplo, se eliminan tres intrones del ARN para dejar las instrucciones completas para una proteína.

 

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El equipo de investigación de la Universidad de Exeter, trabajando con el profesor Richard Faragher y la doctora Elizabeth Ostler de la Universidad de Brighton, descubrió que los factores de empalme pueden volverse a conectar con productos químicos, haciendo que las células senescentes no solo parezcan físicamente más jóvenes, sino que comiencen a comportarse más como jóvenes células y comenzar a dividir.

Los investigadores aplicaron compuestos llamados análogos de reversión, productos químicos basados ​​en una sustancia que se encuentra naturalmente en el vino tinto, chocolate negro, uvas rojas y arándanos, a las células en cultivo. Los productos químicos causaron factores de empalme, que se apagan progresivamente a medida que envejecemos para volver a encenderse. En cuestión de horas, las células parecían más jóvenes y comenzaron a rejuvenecerse, comportándose como células jóvenes y dividiéndose.

La investigación La modulación de molécula pequeña de la expresión del factor de empalme se asocia con el rescate de la senescencia celular , se publica en la revista BMC Cell Biology , https://bmccellbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12860-017-0147-7 .

El descubrimiento tiene el potencial de conducir a terapias que podrían ayudar a las personas a envejecer mejor, sin experimentar algunos de los efectos degenerativos del envejecimiento. La mayoría de las personas a la edad de 85 años han experimentado algún tipo de enfermedad crónica y, a medida que las personas envejecen, son más propensas a los accidentes cerebrovasculares, las enfermedades cardíacas y el cáncer.

El profesor Harries dijo: "Este es un primer paso para tratar de hacer que las personas vivan vidas normales, pero con salud para toda la vida". Nuestros datos sugieren que el uso de productos químicos para volver a la clase principal de genes que se apagan a medida que envejecemos podría proporcionar un medio para restaurar la función a las células viejas ".

La Dra. Eva Latorre, Investigadora Asociada de la Universidad de Exeter, que llevó a cabo los experimentos se sorprendió por la extensión y rapidez de los cambios en las células.

"Cuando vi algunas de las células en el plato de cultivo rejuvenecer no pude creerlo. Estas viejas células parecían células jóvenes. Fue como magia ", dijo. "Repetí los experimentos varias veces y en cada caso las células se rejuvenecieron. Estoy muy entusiasmado con las implicaciones y el potencial de esta investigación ".

A medida que envejecemos, nuestros tejidos acumulan células senescentes que están vivas, pero que no crecen ni funcionan como deberían. Estas viejas células pierden la capacidad de regular correctamente la producción de sus genes. Esta es una razón por la cual los tejidos y los órganos se vuelven susceptibles a las enfermedades a medida que envejecemos. Cuando se activan, los genes emiten un mensaje que da las instrucciones para que la célula se comporte de cierta manera. La mayoría de los genes pueden generar más de un mensaje, que determina cómo actúa la célula.

Los factores de empalme son cruciales para garantizar que los genes puedan realizar su gama completa de funciones. Un gen puede enviar varios mensajes al cuerpo para realizar una función, como la decisión de cultivar nuevos vasos sanguíneos o no, y los factores de empalme determinan la decisión sobre qué mensaje emitir. A medida que las personas envejecen, los factores de empalme tienden a funcionar de manera menos eficiente o no funcionan en absoluto, lo que restringe la capacidad de las células para responder a los desafíos en su entorno. Las células senescentes, que se pueden encontrar en la mayoría de los órganos de personas mayores, también tienen menos factores de empalme.

El profesor Harries agregó: "Esto demuestra que cuando se tratan células viejas con moléculas que restablecen los niveles de los factores de empalme, las células recuperan algunas características de la juventud. Son capaces de crecer, y sus telómeros, las tapas en los extremos de los cromosomas que se acortan a medida que envejecemos, ahora son más largos, como lo son en las células jóvenes. Ahora se necesita mucha más investigación para establecer el verdadero potencial de este tipo de enfoques para abordar los efectos degenerativos del envejecimiento. "

El profesor Richard Faragher de la Universidad de Brighton, defenderá hoy una mayor investigación sobre los efectos degenerativos del envejecimiento en un debate sobre si la ciencia debería usarse para extender la esperanza de vida de las personas.

"En un momento en que nuestra capacidad para traducir los nuevos conocimientos sobre los mecanismos del envejecimiento en medicamentos y consejos sobre el estilo de vida está limitada solo por la escasez crónica de fondos, las personas mayores se ven mal servidas por la ciencia ficción autoindulgente. Necesitan medidas prácticas para restaurar su salud y la necesitan ayer ", dijo.

El profesor Faragher añadió: "Nuestro descubrimiento del rejuvenecimiento celular mediante el uso de estos compuestos simples muestra el enorme potencial del envejecimiento de la investigación para mejorar las vidas de las personas mayores".

Old human cells rejuvenated in breakthrough discovery on ageing

Transcription & Translation: RNA Splicing , explicacion de los factores de empalme