A mejor genética inflamatoria, mayor longevidad

Publicado por Jose Luis Fernández en 2015.

Una de las causas por las que se produce el envejecimiento es debido a los subproductos generados en el metabolismo del oxigeno que genera las denominadas especies reactivas del oxígeno (ERO o ROS por reactive oxygen species) incluyen iones de oxígeno, radicales libres y peróxidos tanto inorgánicos como orgánicos. Entre estas, existen aquellas ROS generadas por el propio sistema inmunológico al combatir las infecciones. Una familia de proteínas denominada CD33rSiglec conocidas por su función para ayudar a proteger las células cuando se producen daños colaterales inflamatorios, por lo que cabría preguntarse sí esta familia de proteínas tiene alguna influencia directa sobre la longevidad.
Los genes CD33rSIGLEC codifican receptores Siglec que unen a los ácidos siálico (moléculas de azúcar que se encuentran en muchas células). Estos receptores Siglec sobresalen como antenas en la superficie exterior de las células inmunes, sondeando la superficie de otras células “propias” en el cuerpo. Cuando los ácidos siálicos se unen a receptores Siglec, transmiten el mensaje al interior de la célula. Este interruptor de señal pone un freno a la activación de las células inmunes. De esta manera, los receptores CD33rSiglec ayudan a amortiguar la inflamación crónica y las ROS en el cuerpo.
En un estudio publicado el 7 de abril por eLife , un equipo de investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de California (San Diego) estudió la correlación entre el numero de copias del gen CD33rSIGLEC y la longevidad en 14 especies de mamíferos. Además, encontraron que los ratones que carecen de una de las copias de ese gen CD33rSIGLEC no viven tanto como los ratones normales, tienen mayores niveles de ROS y mayor exposición al daño molecular.
Según los investigadores “Aunque no es definitivo, este hallazgo es alentador. Por lo que sabemos, es la primera vez que la vida útil se ha correlacionado con el número de copias de un gen simple”, dijo el Doctor Ajit Varki, Profesor Distinguido de Medicina y Medicina Celular y Molecular y miembro del Centro de Cáncer Moores UCSD. ”Dado que las personas también varían en el número de copias del gen CD33rSIGLEC, será interesante ver si estos genes influyen en las variaciones de la esperanza de vida humana como lo hacen en los ratones.” Para profundizar más, los investigadores recurrieron a un modelo de ratón específico que le faltaba un gen CD33rSIGLEC. En estas variedades aparecen signos de inflamación temprana y mostraron signos de envejecimiento acelerado (pelo gris, desorientación, piel fina), apareciendo niveles más altos de ROS y menor longevidad que los ratones normales.
Las diferentes especies de mamíferos llevan diferentes números de los genes CD33rSIGLEC en sus genomas. En este estudio, los investigadores analizaron 14 genomas de mamíferos diferentes, incluidas las de los elefantes, perros, monos y seres humanos, y encontraron que el número de genes CD33rSIGLEC presentes en el genoma se correlaciona con la máxima vida útil. En otras palabras, las especies con más copias tienden a vivir más tiempo, incluso cuando los investigadores controlaron otros factores que favorecen el envejecimiento.
Referencia: Flavio Schwarz, Oliver MT Pearce, Xiaoxia Wang, Annie N Samraj, Heinz Läubli, Javier O García, Hongqiao Lin, Xiaoming Fu, Andrea García-Bingman, Patrick Secrest, Casey E Romanoski, Charles Heyser, Christopher K Glass, Stanley L Hazen, . Nissi Varki, Ajit Varki, Pascal Gagneux receptores Siglec afecta la vida útil de los mamíferos mediante la modulación del estrés oxidativo . eLife , 2015; 4 DOI: 10.7554 / eLife.06184

 

Barbilla y nariz, puntos-guía que utilizamos constantemente en dermoestética

La barbilla apareció a medida que el hombre se

hizo más colaborativo

La barbilla, un rasgo exclusivo del humano moderno, apareció seguramente a medida que el hombre se volvió más colaborativo, y más interesado por otros humanos. Eso se reflejó en sus rasgos faciales y en la formación del cráneo, lo cual fue dejando espacio para que se formara la barbilla. Así lo creen investigadores de la Universidad de Iowa, que descartan que fuera por motivos mecánicos.

Barbilla y nariz, puntos -guías que utilizamos constantemente en dermoestética para observar disimetrías faciales en nuestros pacientes, no son caracteres primarios de los homínidos.

Mire un cráneo de primate o de Neanderthal y compárelo con uno de humano moderno. ¿Nota que falta algo? Tenemos una característica que los primates, los neandertales, los humanos arcaicos -ninguna especie, para el caso- no poseen: un mentón. «En cierto modo, parece trivial, pero una de las razones de que la barbilla sea tan interesante es que somos los únicos que la tienen», dice Nathan Holton, que estudia la mecánica y las características craneofaciales en la Universidad de Iowa (EE.UU.), en la información de ésta. «Es algo único».

Una nueva investigación liderada por Holton y sus colegas de la UI plantea que nuestras barbillas no provienen de fuerzas mecánicas como la masticación, sino que son el resultado de una adaptación evolutiva que involucra el tamaño y la forma de la cara, posiblemente vinculada a cambios en los niveles hormonales a medida que nos volvimos más socialmente domesticados. El hallazgo, de ser cierto, podría ayudar a resolver un debate que se ha producido de forma intermitente durante más de un siglo: por qué los humanos modernos tienen barbillas y cómo llegaron a aparecer.

Utilizando análisis biomecánicos faciales y craneales avanzados con cerca de 40 personas, medidas desde que eran niños pequeños hasta que fueron adultos, el equipo de UI concluye que las fuerzas mecánicas, incluida la masticación, parecen incapaces de producir la resistencia necesaria para que un hueso nuevo se cree en la mandíbula inferior, o área del mentón. Más bien, escriben en un artículo publicado en la revista Journal of Anatomy, parece que el surgimiento de la barbilla en los humanos modernos surgió de la geometría simple: A medida que nuestros rostros se volvieron más pequeños -nuestras caras son aproximadamente un 15 por ciento más cortas que las de los neandertales- el mentón se convirtió en una prominencia ósea.

«En resumen, no encontramos ninguna evidencia de que las barbillas están vinculadas a la función mecánica y en algunos casos nos encontramos con que las barbillas resisten peor las fuerzas mecánicas a medida que crecemos», dice Holton, profesor ayudante y antropólogo en el Departamento de Ortodoncia de la Facultad de Odontología de la UI. En general, esto sugiere que es poco probable que las barbillas tengan relación con la necesidad de disipar tensiones y deformaciones y que otras explicaciones tienen más probabilidades de ser correctas.»

ESTILO DE VIDA

Lo que es más intrigante es que, según los antropólogos de UI liderados por Robert Franciscus, el mentón humano es una consecuencia secundaria de nuestro cambio de estilo de vida, que comenzó hace unos 80.000 años y se aceleró con la migración de los humanos modernos de África unos 20.000 años después. Lo que ocurrió fue esto: Los seres humanos modernos evolucionaron a partir de los grupos de cazadores-recolectores que estaban más bien aislados unos de otros, a grupos cada vez más cooperativos que formaron redes sociales. Estos grupos más conectados parecen expresarse mejor con el arte y otros medios simbólicos.

Los hombres, en particular, se hicieron más apacibles durante este período, menos proclives a pelearse por el territorio y sus pertenencias, y más dispuestos a hacer alianzas, evidenciadas mediante el intercambio de bienes e ideas, que beneficiaron a todos ellos. El cambio de actitud estuvo vinculado a niveles hormonales reducidos, en concreto de testosterona, lo que dio como resultado cambios notables en la región craneofacial masculina: Un gran cambio fue que el rostro se hizo más pequeño -se replegó-, un cambio fisiológico que creó una oportunidad natural para que emergiera el mentón humano.

Según Franciscus, uno de los autores del artículo, las mayores relaciones sociales fomentan la innovación, y para que eso suceda, «los hombres tienen que tolerarse mutuamente. Tenía que haber más curiosidad que agresión, y la evidencia de eso se encuentra en la arquitectura facial». El nuevo estudio refuerza este argumento.

EXAMEN MECÁNICO

Examinando las mediciones periódicas realizadas a los participantes entre los 3 y los 20 años de edad, los investigadores no encontraron evidencias de que fuerzas mecánicas imperceptibles llevaran a la formación de un nuevo hueso en la región del mentón. En lugar de eso, encontraron casi lo contrario: Los individuos con más resistencia mecánica tenían barbillas más similares a las de un niño, es decir, prácticamente no tenían. Lo que los investigadores observaron es que el ‘crecimiento’ de la barbilla tiene más que ver con la forma en que cada rasgo de en la cara se adapta a medida que aumenta el tamaño de la cabeza, de forma parecida a como se encajarían las piezas en un rompecabezas tridimensional en expansión.

Los niños, por ejemplo, tienen barbillas casi imperceptibles, planas, como las que se ven en los neandertales. Esa prominencia ósea sólo se hace visible a medida que nuestras cabezas y caras alcanzan la edad adulta.

NARIZ

Otro estudio de la Universidad de Iowa, publicado hace dos años, explicó que la nariz de los hombres es mayor que la de las mujeres (un 10% más), al menos en la población europea, porque los hombres necesitan coger más aire para alimentar su mayor masa muscular. Las diferencias en la nariz se empiezan a producir en la pubertad, según el artículo, dirigido también por Nathan Holton, que también explica por qué nuestras narices son menores que las de nuestros antepasados, que tenían mayor masa muscular.

Los rayos ultravioletas del sol dañan la piel horas después de la exposición

A partir de ahora habrá que tener mucho más cuidado a la hora de tomar el sol o usar cabinas de bronceado. Según un estudio de la Universidad de Yale (EE.UU.), los amantes del sol pueden experimentar daños en su ADN, que pueden estar relacionados con el cáncer, muchas horas después de haber abandonado la playa o las cabinas de bronceado. La culpa de este efecto ‘en diferido’ la tendría la melanina de la piel.

Hasta ahora, dicen los investigadores, se suele considerar que la melanina es un pigmento de protección, ya que bloquea la radiación UV que daña el ADN y contribuye al desarrollo de cáncer de piel. El proceso se inicia cuando la radiación causa lesiones o roturas en el ADN que pueden conducir a mutaciones que provocan cáncer, y dichas lesiones suelen aparecer en menos de un segundo después de la exposición UV. Pero lo que ha visto el equipo de Sanjay Premi en ratones y células humanas es que estas lesiones pueden aparecer en las células productoras de melanina (melanocitos) incluso más de tres horas después de la exposición a la radiación UV. El hallazgo, que se publica en Science, muestra que la melanina tiene efectos tanto cancerígenos como protectores.

ADN DESORDENADO

En su trabajo, los investigadores expusieron células de ratón y melanocitos humanos a la radiación de una lámpara de rayos UV. De esta forma vieron que la radiación causó un tipo de daño en el ADN en el que dos ‘letras’ de ADN se unen y doblan el ADN, evitando que la información que contienen puedan leerse correctamente. Para sorpresa de los investigadores, los melanocitos no sólo generan este daño de inmediato, sino que continuaron haciéndolo horas después de que finalizara la exposición. Sin embargo, las células sin melanina generaron daño en el ADN únicamente durante la exposición a UV.

«Si nos fijamos en el interior de la piel de los adultos, la melanina protege contra este daño, pero al mismo tiempo, causa lesiones», explica otro de los autores, Douglas. Los investigadores probaron la magnitud del daño que se produjo después de la exposición al sol evitando la reparación del ADN en muestras normales de ratón y vieron que la mitad de las lesiones en los melanocitos eran ‘lesiones oscuras’, es decir, formadas en la oscuridad.

DAÑO EN LA OSCURIDAD

Los expertos creen que la radiación UV produce oxígeno reactivo y nitrógeno que excita o activa un electrón en la melanina, y dicha energía liberada a su vez produce las lesiones del ADN. Según Premi, la luz UV activa dos enzimas que se combinan para ‘excitar’ un electrón en la melanina. La energía generada a partir de este proceso, conocido como quimioexcitación, se transfirió al ADN en la oscuridad, provocando el mismo daño en el ADN que la luz solar durante el día. La quimioexcitación se había visto previamente únicamente en plantas y animales inferiores.

Aunque la noticia del efecto cancerígeno de la melanina es desconcertante, los investigadores también señalan que hay algo de esperanza: la lentitud de la quimioexcitación puede dar tiempo a desarrollar nuevas herramientas de prevención, como protectores solares diseñados para bloquear la transferencia de energía posterior a la exposición solar.

La piel: 25% de mutaciones potencialmente cancerígenas

Causadas principalmente por la exposición a la luz solar, una gran mayoría no terminarán por desarrollar un cáncer de piel.

La piel sana contiene un número inesperadamente elevado de mutaciones asociadas con el cáncer, según un estudio publicado en la revista Science. Los hallazgos ofrecen nueva información sobre los inicios de las células antes de convertirse en cancerígenas y demuestran el valor que puede tener analizar el tejido sano para aprender más sobre los orígenes de la enfermedad. En concreto, la investigación del Instituto Wellcome Trust Sanger (Reino Unido), revela que cada célula de la piel sana es portadora de miles de mutaciones, causadas principalmente por la exposición a la luz solar, y que cerca del 25% de las células de la piel obtenidas de personas sanas poseía al menos una mutación asociada al cáncer.

Las muestras de piel utilizadas se obtuvieron tomadas de cuatro personas de entre 55 y 73 años que fueron que habían sido sometidas a cirugía para eliminar el exceso de piel del párpado que impide la visión. Las mutaciones se habían acumulado durante sus vidas a medida que los párpados fueron expuestos a la luz solar. Los investigadores estiman que cada célula de la piel expuesta al sol acumula en promedio una nueva mutación en su genoma por casi todos los días de la vida.

Las mutaciones analizadas mostraron patrones asociados con la forma más común y tratable de cáncer de piel vinculada a la exposición al sol, conocida como carcinoma cutáneo de células escamosas, en lugar de melanoma, una forma más rara y algunas veces fatal de cáncer de piel. «La carga de mutaciones identificada es bastante elevada -explica Iñigo Martincorena-, pero es casi seguro que ninguno de estos clones se habría convertido en cáncer de piel». Debido a que los cánceres de piel son tan comunes en la población, el investigador cree que es lógico que las personas seamos portadoras de un gran número de mutaciones. «Lo que estamos viendo aquí son las raíces ocultas del iceberg, no sólo el número relativamente pequeño que se abre camino por las aguas superficiales hasta convertirse en cáncer», añade este experto.

Gracias a la técnica de secuenciación genética ultra-profunda, los investigadores analizaron 234 biopsias procedentes de los participantes: así vieron que había 3.760 mutaciones, con más de 100 mutaciones asociadas al cáncer por centímetro cuadrado de piel. Las células con estas mutaciones formaron grupos de células, conocidas como clones, que habían crecido hasta ser alrededor de dos veces el tamaño de los clones normales, pero ninguna de ellas se había convertido en cancerosa. «Con esta tecnología, ahora podemos analizar los primeros pasos que una célula necesita para convertirse en tumoral», señala Peter Campbell. La pregunta es, añade, ¿cuántos pasos son necesarios para convertirse plenamente en cancerosas? «Tal vez cinco, diez, no sabemos todavía», reconoce Campbell.

PROTEGERNOS DEL SOL

Lo cierto es que este tipo de mutaciones se acumulan con el tiempo. «Siempre que nuestra piel esté expuesta a la luz solar, tenemos riesgo de añadir más», asegura otro de los autores del estudio de Science, Phil Jones. «A lo largo de nuestra vida tenemos que proteger nuestra piel con protectores solares, mantenernos alejados de sol del mediodía y cubrir la piel expuesta cuando sea posible. Estas precauciones son importantes en cualquier etapa de la vida, pero sobre todo en los niños, en los que está creciendo piel nueva, y las personas mayores, que ya han acumulado una serie de mutaciones», afirma. Los resultados demuestran el potencial que tiene el uso de tejido sano para comprender mejor los orígenes de cáncer. El grupo de Genómica del Cáncer en el Instituto Sanger continuará el trabajo con más muestras y una gama más amplia de tejidos para entender cómo de saludable es la transición de las células sanas a cancerosas.