Cuando pensamos en la vida desde el punto de vista científico, probablemente lo primero que imaginemos sea la miríada de procesos bioquímicos y fisiológicos que deben ser finamente modulados de modo que esta pueda proceder con normalidad. Creo que pocas veces pensamos, sin embargo, que para que los organismos puedan vivir en perfecto estado de salud, la duración de la vida de las células que los componen debe ser también regulada.
No todas las células de nuestro organismo pueden poseer la misma longevidad. Por ejemplo, algunas células del sistema inmunitario innato, como los neutrófilos que fagocitan bacterias, llevan una vida intensa, pero corta. En cambio, los linfocitos memoria, que permiten una defensa rápida frente a microorganismos que ya nos han infectado antes, son de vida mucho más larga, pudiendo vivir más de una década.
Las células de mayor longevidad en los animales son las neuronas. Estas forman redes conectadas cuya estructura debe ser mantenida toda la vida del organismo del que forman parte. De ello dependen todo lo aprendido por este para sobrevivir y el control de gran cantidad de procesos vitales. La muerte de las neuronas desorganiza la estructura de las redes de las que forman parte.
Por ello, no es posible sustituir a las neuronas muertas simplemente por otras. Sería necesario que las sustitutas establecieran las mismas conexiones con las demás para mantener la estructura de la que las anteriores formaban parte. Estas conexiones son muy numerosas y particulares y, por ello, muy difíciles de repetir. Esta es la razón por la que las neuronas deben ser de vida muy larga, ya que su muerte temprana conllevaría la pérdida de las funciones del sistema nervioso y la muerte de todo el organismo.
Suicidio vital
¿Cómo regulan su longevidad los distintos tipos de células del organismo? Lo que se conoce hasta ahora apunta a que el principal proceso que afecta a la longevidad de cada tipo celular es el proceso de muerte celular programada, llamado, en lenguaje científico, apoptosis.
Podrá parecer absurdo cuando se trata de mantener la vida, pero cada célula del organismo viene equipada de serie con un mecanismo de suicidio. Esto da una idea de la importancia que tiene la muerte de células individuales para la vida del organismo. Que se desencadene este mecanismo de muerte o no depende de varios factores.
En primer lugar, tenemos factores externos, como disponibilidad de nutrientes, o si la célula detecta que ha sido infectada por un virus, por ejemplo. En segundo lugar, tenemos factores internos. Entre estos uno de los más importantes es la sensibilidad del mecanismo de suicidio que cada célula posee, es decir, la facilidad con que este mecanismo se desencadena en cada tipo de célula.
La investigación científica ha desvelado que el mecanismo de suicidio dispone de varias proteínas que lo regulan, producidas por la actividad de sus genes correspondientes. Algunas de esas proteínas son pro-suicidio, es decir, facilitan que se desencadene este al menor signo de problemas. Al contrario, otras proteínas son anti-suicidio y evitan que suceda a menos que las razones para desencadenarlo sean realmente importantes para mantener la salud y la vida del resto del organismo.
De pro-muerte a pro-vida
Uno de los hechos más fascinantes de los genes productores de las proteínas reguladoras de la vida y de la muerte de las células es que, en algunas ocasiones, un mismo gen puede cambiar la naturaleza de la proteína que produce. Esto quiere decir que el mismo gen puede producir una proteína anti-suicidio o una proteína pro-suicidio, según las circunstancias lo aconsejen. ¿Cómo consiguen esto algunos de los genes del suicidio celular?
Para comprenderlo, debemos tener en cuenta que muchos genes no manifiestan la información que contienen de una sola manera. Un mismo gen puede producir proteínas diferentes haciendo uso del mecanismo llamado procesamiento alternativo del ARN mensajero. Este procesamiento pone o quita determinados fragmentos de información génica, los llamados exones, a la hora de producir las proteínas.
El resultado de este procesamiento es que el mismo gen puede producir una proteína que posee la información para acelerar el suicidio, y puede también producir una proteína que carece de esa información y que por ello va a funcionar de manera anti-suicidio. El concepto es similar a poner o quitar una rueda dentada en un engranaje. Si la ponemos, el engranaje va en una dirección, si la quitamos va en dirección contraria. Esa es la forma en la que se consigue que los coches vayan marcha atrás. De similar forma, estas proteínas funcionan como pro-suicidio o anti-suicidio. El procesamiento alternativo les pone o les quita el “engranaje” necesario.
Con respecto a las neuronas y su larga vida, no estaba aún claro si esta era debida a la cantidad de cuidados que otras células del sistema nervioso les proporcionan, de modo que tengan el menor estrés posible y nunca les falten los nutrientes, o si, además de esto, las neuronas poseían alguna proteína anti-suicidio que hacía mucho mas difícil su muerte. Investigadores de la Universidad de California han descubierto recientemente que este es el caso, y que esta proteína anti-suicidio proviene del mecanismo de procesamiento alternativo de un gen llamado BAK1.
Las neuronas, desde que aparecen en el desarrollo embrionario, vienen equipadas para que el ARN mensajero de este gen sea procesado de modo que la proteína BAK1 producida carezca del engranaje pro-suicidio. Al contrario, la proteína BAK1 producida por las neuronas funciona como inhibidora del suicido celular. Esto es, en parte, lo que explica la larga vida de las neuronas.
Este descubrimiento puede tener implicaciones para paliar enfermedades neurodegenerativas debidas a un exceso de muerte neuronal. Si el gen BAK1 deja de funcionar de manera adecuada, las neuronas podrían morir en exceso y conducir a la degeneración neuronal. Esperemos que este nuevo conocimiento tenga su utilidad y contribuya a acelerar el desarrollo de nuevos tratamientos para algunas de estas terribles enfermedades.
Referencia: Lin et al., Developmental Attenuation of Neuronal Apoptosis by Neural-Specific Splicing of Bak1 Microexon, Neuron (2020), https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.06.036
Jorge Laborda, 23 de agosto de 2020
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