Un nuevo estudio publicado en Aging Cell revela que una enzima bien conocida, conocida desde hace tiempo por su relación con el cáncer, en realidad entra en el núcleo para ayudar a reparar el ADN. Esta enzima, la Proteína Disulfuro Isomerasa (PDI), es conocida por asegurar el correcto plegamiento de las proteínas dentro de la célula. Sin embargo, investigadores de la Universidad Macquarie y la Universidad La Trobe han descubierto una sorprendente segunda función. La PDI también ayuda a reparar las roturas del ADN bicatenario, actuando como un pegamento que une el ADN.
ADN y envejecimiento
Desde que los investigadores descubrieron el ADN, se dieron cuenta de que dañarlo puede ser extremadamente peligroso. Esto es particularmente frecuente en células como las neuronas, donde el ADN no se puede copiar fácilmente de una cadena hermana. Sin embargo, el ADN se daña constantemente.
“Así como un corte en la piel necesita sanar, el ADN de nuestras células necesita una reparación constante”, afirma el Dr. Shadfar.
Cada día, las células individuales sufren miles de pequeños impactos en su ADN, tanto dentro de nuestro propio cuerpo como por factores ambientales estresantes como la contaminación o la luz ultravioleta. Normalmente, el cuerpo responde con rapidez. Pero a medida que envejecemos, estos mecanismos de reparación se debilitan, permitiendo que el daño se acumule.
Esta acumulación de pequeños daños en el ADN se considera actualmente la principal causa del envejecimiento y la progresión de muchas enfermedades relacionadas con la edad. Sin embargo, el cerebro es particularmente vulnerable.
“Las células cerebrales son especialmente vulnerables”, explica el Dr. Shadfar. “A diferencia de las células de la piel o la sangre, no se dividen ni se renuevan, por lo que cualquier daño que se acumula en ellas permanece. Y si el daño no se repara, puede eventualmente provocar la muerte de estas células críticas”.
La PDI es una navaja suiza genética
La PDI se encuentra típicamente en el citoplasma. Este es el líquido gelatinoso que llena el interior de la célula. Es allí donde pliega las proteínas para darles la forma adecuada. Pero el equipo de Shadfar hizo un descubrimiento sorprendente: la PDI también puede llegar al núcleo, el centro de control de la célula. Cuando está allí, desempeña un papel vital en la reparación de roturas de doble cadena, uno de los tipos de daño del ADN más peligrosos.
“Hasta ahora, desconocíamos por qué la PDI a veces aparecía en el núcleo”, afirma el Dr. Shadfar. “Por primera vez, hemos demostrado que actúa como un pegamento o catalizador, ayudando a reparar el ADN dañado tanto en células en división como en células que no lo están”.
El equipo demostró esto también en células de ratón y células cancerosas humanas. Al eliminar la PDI, las células tuvieron dificultades para repararse. Al reintroducir la PDI, comenzó la reparación del ADN. Incluso lo probaron en peces cebra vivos (un modelo animal común), y descubrieron que la PDI ayuda a los animales a defenderse del daño del ADN relacionado con la edad. Esto es aún más interesante porque la PDI también juega un papel en el cáncer.
“La PDI es como un agente doble”, explica el Dr. Shadfar. “En las células sanas, repara el ADN y ayuda a prevenir enfermedades. Pero en el cáncer, se ve secuestrada y termina protegiendo el tumor en lugar del cuerpo. Por eso es tan importante comprenderla a fondo”.
¿Podría esto ayudarnos a combatir el envejecimiento?
Las implicaciones de este descubrimiento se extienden a varios campos. El primero y más importante: el envejecimiento. El daño acumulado en el ADN se considera ampliamente una causa central del envejecimiento, especialmente en las neuronas, que carecen de opciones robustas de reparación del ADN. Mejorar la reparación neuronal sin introducir mutaciones excesivas es un objetivo fundamental en la investigación relacionada con el envejecimiento.
También es relevante para las enfermedades neurodegenerativas, que a menudo conllevan un mayor estrés oxidativo y un deterioro de la reparación del ADN. La PDI se ha relacionado vagamente con trastornos como la ELA y el Alzheimer, pero este estudio proporciona un posible mecanismo: si la PDI favorece la reparación del ADN, su disfunción podría agravar el daño neuronal.
Este estudio abre la puerta al desarrollo de fármacos que modulen la función redox de la PDI, ya sea potenciándola en neuronas vulnerables o suprimiéndola en células cancerosas. Sin embargo, se necesita más investigación para explorar cómo interactúa la PDI con otras proteínas reparadoras y cómo decide cuándo y dónde actuar. No podemos simplemente introducirla y esperar que haga milagros.
Pero la investigación es prometedora. A medida que profundizamos en nuestra comprensión del mantenimiento celular, incluso moléculas conocidas como la PDI están revelando talentos ocultos y, posiblemente, nuevas formas de mantener nuestras células jóvenes por más tiempo.
El estudio fue publicado en Aging Cell.
Fuente: ZME Science.
