¿qué órganos envejecen especialmente rápido? "cell" descubre el "impulsor" oculto del envejecimiento
2024-09-23
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▎editado por el equipo de contenido de wuxi apptec a medida que envejecemos, los distintos tejidos y órganos que componen el cuerpo no envejecen simultáneamente. muchas personas pueden ver signos de envejecimiento en la piel y el cabello. de hecho, algunos órganos del cuerpo envejecen más rápido que la piel.por ejemplo, el hígado, como órgano metabólico más grande del cuerpo humano, es uno de los órganos que soporta la peor parte del proceso de envejecimiento.hígadomuestra fenómenos típicos del envejecimiento, como aumento de la inflamación y fibrosis, capacidad de regeneración debilitada y capacidad de reparación reducida después de una lesión, lo que resulta en una disminución de la función metabólica y la capacidad antiestrés.por qué ciertos órganos envejecen más rápido ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo. es probable que encontrar la respuesta a esta pregunta proporcione métodos de intervención específicos para retrasar el envejecimiento. recientemente, en la importante revista académica "cell", un equipo de investigación compuesto por la universidad de ginebra, el hospital universitario de berna y otras instituciones en suiza descubrióun factor pasado por alto: mutaciones ocultas en regiones no codificantes del adn. estas mutaciones no son fáciles de detectar, pero pueden explicarpor qué órganos como el hígado y los riñones envejecen más rápido que otros órganos (como la piel y los intestinos)。en las moléculas de adn, los genes que codifican proteínas representan sólo una pequeña parte y la mayor parte del resto pertenece a regiones no codificantes. las regiones no codificantes alguna vez se consideraron "adn basura" inútil, pero después de una exploración en profundidad, los científicos descubrieron que las regiones no codificantes están involucradas en la regulación u organización de la expresión genética y son muy importantes para determinar cuándo y dónde las proteínas aparecen correctamente. ahora, con los avances en la tecnología de secuenciación, los investigadores pueden identificar mutaciones en regiones no codificantes y analizar sus efectos.cuando el adn se daña y muta, los sistemas de reparación evitan que se acumulen errores. los errores en las regiones codificantes se pueden detectar cuando el gen se transcribe a arn (es decir, cuando se activa el gen). los errores en regiones no codificantes se descubren durante la replicación del adn durante la renovación celular.
en órganos como la piel y los intestinos, que a menudo están en contacto con el entorno externo, las células son propensas a desgastarse y la frecuencia de renovación es muy alta. es una "actualización semanal" y, por el contrario, la replicación del adn se produce con frecuencia. , la frecuencia de renovación celular de tejidos como el hígado y el riñón es muy baja, generalmente se replica solo unas pocas veces al año y las mutaciones del adn en regiones no codificantes no son fáciles de detectar.en este estudio, los autores utilizaron hígado de ratón como objeto de investigación y descubrieron la relación entre estas mutaciones ocultas y el envejecimiento de los órganos. los investigadores realizaron resecciones hepáticas parciales en ratones jóvenes y viejos respectivamente, y monitorearon el proceso de replicación del adn iniciado en los hígados jóvenes y viejos durante la regeneración después de la cirugía. el documento señala queeste es el primer examen experimental in vivo de la cinética de replicación del adn en condiciones fisiológicas.。▲diagrama esquemático de esta investigación (fuente de la imagen: referencia [1])descubrieron que en ratones jóvenes,el sitio de activación del origen de la replicación (activación del origen) es muy claro y está ubicado en la región no codificante del adn. la mayoría de ellos están entre 10 y 50 kb aguas arriba o aguas abajo del gen correspondiente., esta característica posicional también es cierta en las células humanas. en ratones viejos, aunque la ubicación del origen de replicación es la misma, la eficiencia de activación del origen se reduce considerablemente, acompañada de una respuesta de estrés de replicación del adn.un análisis más detallado encontró que la región no codificante del adn de ratones viejos acumulaba demasiadas mutaciones, incluso en el origen de la replicación, cuando es necesario iniciar la replicación del adn.la proteína quinasa clave atr del punto de control de daños se activa como un sistema de alarma, previenen la replicación del adn y, por lo tanto, previenen la proliferación celular, lo que conduce a la degradación de la función celular y al envejecimiento de los tejidos.cuando los investigadores utilizaron inhibidores de atr para "desarmar" la alarma y activar el origen de replicación del adn durante la regeneración del hígado en ratones viejos, aunque se pudo restaurar la eficiencia del inicio de la replicación, no aumentó la proporción de células hepáticas que ingresan al ciclo celular a ese de ratones jóvenes, lo que también provoca una respuesta inflamatoria en el hígado.fuente de la imagen: 123rf
con base en estos resultados, los autores del estudio especulan: "si el envejecimiento es un estrés replicativo inducido por un daño encubierto en el adn, esto puede explicar por qué los órganos que proliferan lentamente, como el hígado, tienen tasas de crecimiento más pobres que los tejidos altamente proliferativos, como el envejecimiento más rápido". ”. porque en el hígado las células permanecen en estado de reposo durante mucho tiempo,se ha acumulado un daño críptico excesivo en regiones no codificantes, incluido un daño suficiente en el adn en el origen de la replicación, lo que ha provocado una presión de replicación cada vez mayor en las células.por el contrario, si las células se actualizan con frecuencia, el daño no se acumula fácilmente y el origen de la replicación puede mantener mejor la eficiencia.con base en los hallazgos anteriores, el autor señaló además ideas para prevenir el envejecimiento. el autor cree que,no es el daño oculto del adn en sí lo que causa el envejecimiento, sino la respuesta de la célula a ese daño.. la senescencia celular puede ocurrir cuando las células intentan replicar su adn en condiciones de estrés por replicación del adn. por lo tanto, reparar el daño oculto del adn antes de iniciar la replicación puede ayudar a evitar el envejecimiento.
[1] giacomo g. rossetti et al., la dinámica de replicación de adn in vivo revela el estrés de replicación dependiente del envejecimiento, cell (2024). doi: 10.1016/j.cell.2024.08.034.
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