¿Dirigirse a esta enzima podría retrasar el envejecimiento y las enfermedades relacionadas?
La investigación de una enzima que impide que las células se dividan podría ser una vía fructífera para investigar cómo frenar el envejecimiento y tratar las enfermedades relacionadas con el envejecimiento.
Esta fue la conclusión a la que llegaron los investigadores de la Universidad de Kobe en Japón después de estudiar la enzima D-aminoácido oxidasa (DAO) y su papel en las células.
La DAO metaboliza los D-aminoácidos, que, a diferencia de sus primos de imagen especular, los L-aminoácidos, solo tienen una pequeña presencia en la biología de los mamíferos.
Por esta razón, hasta el estudio reciente, los científicos sabían poco sobre el impacto de DAO en el cuerpo.
El nuevo hallazgo revela que, en el proceso de metabolización de D-aminoácidos, DAO produce especies reactivas de oxígeno (ROS), que son un grupo de moléculas inestables que causan estrés celular.
Los factores estresantes como el daño del ADN y las ROS llevan a las células a la senescencia, un estado irreversible en el que ya no pueden replicarse.
El hallazgo descubre un mecanismo molecular que ha estado ausente en estudios previos que han relacionado las ROS con la senescencia celular y el envejecimiento.
ROS y senescencia celular
Las ROS son actores importantes en la biología del envejecimiento y en muchas enfermedades que tienden a aumentar con la edad, como el Parkinson, el Alzheimer, la diabetes y muchos cánceres.
El estudio reciente se suma a una comprensión cada vez mayor del papel de las células senescentes en esta relación.
Entrar en un estado irreversible en el que ya no puede dividirse y proliferar no necesariamente disminuye la capacidad de cambio e influencia de una célula.
Las primeras investigaciones sugirieron que el principal impacto de la senescencia celular en la biología humana implicaba la protección contra el cáncer. Confinadas a un estado senescente, las células con ADN dañado no pueden multiplicarse y dar lugar a tumores.
Sin embargo, desde entonces, los estudios han revelado que las células senescentes están activas en la reparación de tejidos, la cicatrización de heridas, el desarrollo embrionario y el envejecimiento.
Un enfoque importante de la investigación continua son los diversos factores de estrés que pueden provocar que las células entren en un estado irreversible.
Además, existe un creciente cuerpo de conocimiento sobre cómo los cambios biológicos y las enfermedades relacionados con el envejecimiento involucran ROS y senescencia.
Profundizando en el papel de DAO
En un trabajo anterior, los investigadores de la Universidad de Kobe habían descubierto que la senescencia desencadena la molécula supresora de tumores p53 y que esta activa el gen de la DAO.
Sin embargo, ese "estudio no exploró completamente la relación directa entre DAO y senescencia", señalan.
En su investigación más reciente, los investigadores indujeron a las células cancerosas a la senescencia al exponerlas a niveles bajos de "un medicamento contra el cáncer que induce roturas de doble cadena del ADN".
Sin embargo, encontraron que la reducción de la actividad de la DAO, ya sea con fármacos o silenciando su gen, reducía la senescencia y la producción de ROS.
En otro experimento, utilizaron un mutante de DAO que impidió que se comportara como una enzima. Esta versión de DAO, sin embargo, no produjo ROS ni promovió la senescencia.
El equipo sugiere que esto prueba que es la capacidad de DAO como enzima para producir ROS lo que le permite promover la senescencia en las células.
En experimentos posteriores, los científicos descubrieron otras vías que ayudan a la DAO a promover la senescencia provocada por el daño del ADN.
Un factor clave es el gen transportador SLC52A1, que ayuda a aumentar los niveles de la coenzima flavina adenina dinucleótido (FAD).
DAO necesita un suministro de FAD, y SLC52A1 asegura este suministro aumentando la disponibilidad de vitamina B-2, un ingrediente de FAD.
Los investigadores son cautelosos sobre las implicaciones de sus hallazgos. Los ROS no siempre son los malos: también pueden beneficiar la salud. Por ejemplo, los niveles bajos de ROS pueden alargar la vida útil y el sistema inmunológico los necesita para combatir las infecciones.
Quizás es la sobreproducción de ROS lo que causa problemas e inclina la balanza hacia el estrés celular, las enfermedades y el envejecimiento. En este sentido, el estudio identifica un papel previamente desconocido para DAO.
Los investigadores concluyen:
“Nuestros resultados muestran claramente una función novedosa de DAO como promotor de la senescencia inducida por daños en el ADN, lo que puede proporcionar nuevos conocimientos sobre las funciones de los [D] -aminoácidos en varios procesos fisiológicos y patológicos, incluidos la senescencia, el cáncer y el envejecimiento”.
