Envejecimiento celular: un complejo enzimático podría detenerlo

Cuando se expresa preocupación en torno al envejecimiento celular se asocia a cuestiones de edad o juventud, sin embargo, en términos científicos, la atención de los especialistas se concentra en otras consecuencias paralelas que el proceso de envejecimiento desencadena en células y, por consecuencia, en el estado general de salud y bienestar de cada persona.

En particular, el foco se pone sobre el valor que la juventud celular aporta a los procesos de salud. En síntesis, se trata de entender cómo afecta a las personas la decadencia de sus propias células para desencadenar o no consecuencias para estado de salud. Muchas enfermedades suelen ser producidas por la decadencia o deterioro en el funcionamiento de las células y como consecuencia de trastornos en su funcionamiento habitual.

Investigadores de la Universidad de Montreal y de la Universidad McGill, en Canadá, han descubierto un nuevo complejo multienzimático que reprograma el metabolismo y supera la senescencia celular, proceso por el cual las células envejecen hasta dejar de dividirse pero no mueren. Estos descubrimientos abren el camino a posibles nuevas terapias contra el cáncer, según publican en la revista Molecular Cell. Junto con la oxidación, la inflamación y los cambios epigenéticos, otro factor que agrupa toda una serie de alteraciones es la senescencia celular. Las células pueden sobrevivir, morir o entrar en senescencia. El equilibrio en estos procesos asegura la estabilidad del organismo.

Un grupo de trabajo interdisciplinario se abocó a este descubrimiento. Para la tarea reunió representantes de entidades como los Institutos Canadienses de Investigación en Salud, el Instituto de Investigación de la Sociedad Canadiense del Cáncer, la Fundación Terry Fox, la Cátedra CIBC en Investigación del Cáncer de Mama, el Fonds de recherche du Québec-Santé, el Instituto del Cáncer de Montreal y el Instituto de Ciencias Naturales y Consejo de Investigación en Ingeniería de Canadá.

En su documento se han planteado el papel fundamental que el recableado metabólico y el equilibrio redox, llamado así el balance químico que se da en una reacción de reducción-oxidación, en el cáncer. La senescencia celular, que comprende el envejecimiento de las células hasta que dejan de dividirse, pero no mueren, es una barrera para la acumulación de mutaciones genéticas dentro de las células que afectan a los genes (tumorigénesis), una instancia evitada en las células cancerosas por mecanismos poco conocidos.

Los especialistas intentaron presentar un complejo multienzimático que reprograma el metabolismo de NAD (un complejo que actúa como cofactor desempeñando un papel esencial en muchas reacciones enzimáticas del metabolismo energético, como la glucólisis, la fosforilación oxidativa, la oxidación de los ácidos grasos) a NADP (un compuesto químico que se encuentra en las células del tejido muscular de los seres vivos y que es de importancia crucial en los procesos de los alcoholes grasos, los hidratos de carbono y las proteínas).

Los científicos demostrar a través de su investigación que un complejo enzimático denominado HTC (complejo de transferencia de hidruros) puede inhibir el envejecimiento de las células. “El HTC protege a las células de la hipoxia, una falta de oxígeno que normalmente las lleva a la muerte”, informó el autor principal Gerardo Ferbeyre, profesor de bioquímica de la UdeM y científico principal del Centro de Investigación del Hospital Universitario de Montreal.

“Es importante destacar que la HTC puede ser secuestrada por ciertas células cancerosas para mejorar su metabolismo, resistir a un entorno hipóxico y proliferar”, señaló Ferbeyre, que hizo el descubrimiento junto a Sebastián Igelmann, estudiante de doctorado en su laboratorio y primer autor del estudio.

El HTC está formado por tres enzimas: la piruvato carboxilasa, la malato deshidrogenasa 1 y la enzima málica 1. Todas ellas estaban excesivamente presentes en las muestras de un modelo de ratón de cáncer de próstata generado en la Universidad de Medicina Veterinaria de Viena, en Austria, y en muestras de tejido de pacientes con cáncer de próstata.

“Lo más interesante es que la inhibición de estas enzimas detuvo el crecimiento de las células de cáncer de próstata, lo que sugiere que la HTC podría ser una diana clave para desarrollar nuevas terapias para una variedad de cánceres, incluido el de próstata”, apuntó Ferbeyre.

La mayoría de los ciclos metabólicos clave se identificaron hace más de 50 años, pero el HTC permaneció oculto para los investigadores. “Lo encontramos realizando análisis metabolómicos de última generación, el estudio de los procesos químicos del metabolismo celular”, explicó el coautor Ivan Topisirovic, investigador y profesor de medicina de McGill.

Los científicos pudieron ensamblar el complejo enzimático a partir de proteínas purificadas y obtener datos biofísicos sobre su composición. Su siguiente paso será generar una estructura detallada de alta resolución del complejo enzimático para diseñar fármacos capaces de modular sus funciones.