Las comunidades celulares salen ganando: Las células que cooperan viven más
Nuevas perspectivas en el estudio de los procesos de envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad
Cuando las células intercambian productos metabólicos con otras células, viven más tiempo. Este nuevo hallazgo procede de un equipo de investigación de la Charité - Universitätsmedizin Berlin, que realizó el descubrimiento en un estudio con células de levadura. El hecho de que estos intercambios influyan directamente en la duración de la vida celular podría desempeñar un papel importante en futuras investigaciones sobre los procesos de envejecimiento humano y las enfermedades relacionadas con la edad. El estudio aparece en el último número de Cell.
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El metabolismo está inextricablemente ligado al envejecimiento: Aunque ayuda a mantener procesos vitales, nos hace crecer y desencadena reparaciones celulares, también produce sustancias que dañan nuestras células y nos hacen envejecer. "Los procesos metabólicos que tienen lugar en las células son muy complejos", afirma el Prof. Markus Ralser, Director del Departamento de Bioquímica de la Charité y Catedrático Einstein de Bioquímica de la Facultad de Medicina de la Charité. "El intercambio de sustancias entre las células de una comunidad es un factor importante, porque tiene un impacto sustancial en el metabolismo que ocurre dentro de una célula". Las células están en contacto permanente con las células vecinas, por ejemplo dentro de los tejidos. Liberan unas sustancias y consumen otras de su entorno. En un estudio reciente, el equipo dirigido por el Prof. Ralser, reputado experto en metabolismo, investigó si el intercambio de productos metabólicos (conocidos como metabolitos) afecta a la vida útil de las células.
Los investigadores utilizaron células de levadura y realizaron experimentos para determinar su esperanza de vida. Las células de levadura son un modelo clave en investigación básica, un microorganismo dominante en biotecnología e importantes en medicina porque pueden causar infecciones fúngicas. "Demostramos que las células vivían alrededor de un 25 por ciento más cuando intercambiaban más metabolitos entre sí", explica la autora principal, la Dra. Clara Correia-Melo, que también trabaja en el Departamento de Bioquímica de Charité. "Así que, obviamente, queríamos identificar las sustancias y los procesos de intercambio que están detrás de este efecto de prolongación de la vida". Para ello, los investigadores emplearon un sistema analítico especial apoyado por espectrometría de masas que les permitió rastrear con precisión el intercambio de metabolitos entre células. Descubrieron que las células jóvenes, que aún podían dividirse bien y con frecuencia, liberaban aminoácidos que eran consumidos por las células más viejas.
Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas. El equipo de investigadores descubrió que el intercambio del aminoácido metionina prolongaba la vida de las células implicadas. La metionina está presente en todos los organismos y desempeña un papel clave en la síntesis de proteínas, así como en muchos otros procesos celulares. "Curiosamente, fue el metabolismo de las células jóvenes el que prolongó la vida de las células viejas", afirma el Prof. Ralser. Las células que dentro de la comunidad consumían metionina, liberaban glicerol. A su vez, la presencia de glicerol afectó a las células productoras de metionina, provocando que vivieran más tiempo. El glicerol es necesario para construir las membranas celulares y desempeña un papel en la protección de las células. "Es una situación en la que todos ganan", explica el Dr. Correia-Melo. "A medida que las células participan en este intercambio colaborativo, prolongan la vida útil de su comunidad en su conjunto".
Este estudio de las comunidades de células de levadura es el primero que demuestra que el intercambio de metabolitos influye directamente en la vida útil y el proceso de envejecimiento de las células. Los investigadores sospechan que esto también se aplica a otros tipos de células, como las del cuerpo humano, y pretenden investigarlo en estudios posteriores. "Una mejor comprensión de las complejas rutas metabólicas tanto dentro de las células como entre ellas ayudará a investigar cómo se desarrollan las enfermedades relacionadas con el envejecimiento, como la diabetes, el cáncer y las afecciones neurodegenerativas", afirma el profesor Ralser. "El intercambio de metabolitos entre células se ha pasado por alto en el pasado, pero es claramente un factor muy importante en el proceso de envejecimiento celular. Esperamos que nuestro estudio ayude a que el intercambio de productos metabólicos entre células sea un área de mayor interés en futuras investigaciones." Por su parte, el Prof. Ralser planea ahora investigar los mecanismos precisos que permiten al glicerol proteger las células y prolongar su vida.
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