Imagen: Alexandr Shebanov. Fuente: PhotoXpress.
Desde finales de los años 90, la investigación sobre los telómeros o extremos de los cromosomas ha permanecido siempre en primera línea de estudio de la biología, con una gran repercusión. Este se ha convertirdo así en uno de los temas de mayor impacto en el campo de los estudios clínicos.
Los telómeros son estructuras ubicadas en los extremos cromosómicos que tienen gran importancia en el buen funcionamiento del material genético. Los biólogos se han ido sorprendiendo de la inesperada complejidad de estas estructuras y de la importancia que tienen en salud humana.
Así, por ejemplo, se ha logrado saber que existe correlación entre el tamaño de éstos y el envejecimiento. Por otro lado, defectos asociados a estas pequeñas estructuras cromosómicas se están vinculando cada vez más a mayor número de enfermedades, incluyendo numerosos tipos de cáncer.
El equipo de investigación, liderado por María A. Blasco del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), ha dado un gran paso en la investigación sobre el cáncer, tal y como publicaron en la revista EMBO Molecular Medicine, recientemente. Estos científicos han comprobado, en ratones, que el bloqueo o inhibición de la proteína shelterina TRF-1, es efectivo para inhibir el crecimiento de adenocarcinomas (cánceres de tipo glandular) de pulmón.
Por otro lado, y no menos importante, observaron que la toxicidad provocada para la inhibición de tal proteína no es elevada para los tejidos sanos. Por lo tanto, es perfectamente tolerable por el cuerpo humano sin que tenga que sufrir devastadores efectos secundarios.
Estos resultados demuestran por primera vez que la desprotección de los telómeros puede constituir una potencial diana terapéutica para el tratamiento del cáncer de pulmón.
¿Qué son los telómeros?
Nuestras células presentan unas estructuras altamente organizadas denominadas cromosomas que contienen la mayor parte de la información genética (ADN). Pues bien, los extremos de estos cromosomas se denominan telómeros. ¿Para qué sirven realmente estas estructuras? ¿Desempeñan un papel tan importante como para estar relacionados con enfermedades de tal envergadura como el cáncer?
Las investigaciones realizadas hasta la fecha, así lo demuestran. De hecho, tras haber sido muy importantes en los estudios sobre el envejecimiento celular, ahora han pasado a ser uno de los objetivos fundamentales de los científicos que investigan el cáncer y su posible tratamiento. Aclaremos un poco todo esto.
Los telómeros sellan, de alguna manera, los extremos de los cromosomas previniendo la fusión entre ellos y permitiendo la división celular sin problemas. Además también tienen como función evitar la pérdida de información genética cada vez que la célula se divide. Es decir, protegen la integridad del cromosoma e impiden la pérdida de genes importantes para la vida de la célula.
A medida que vamos envejeciendo, nuestras células se van dividiendo una y otra vez. En este proceso el extremo final del telómero no es copiado, lo que implica un pequeño acortamiento progresivo de estas estructuras. Sin embargo, el acortamiento de ADN sufrido con cada división celular no es, en principio, importante.
Con el paso del tiempo, la longitud telomérica de cada tipo de célula va disminuyendo, algo que nos proporciona información sobre la edad biológica de nuestros órganos y tejidos. A medida que se han llevado a cabo sucesivas divisiones, los telómeros alcanzan, finalmente, un tamaño crítico y esto conlleva inestabilidad en el cromosoma y pérdida de viabilidad celular.
Cuando es alcanzado este tamaño crítico, la célula interpreta que se ha producido un daño irreparable. ¿Cómo reacciona entonces? Simplemente deja de dividirse, y en consecuencia los tejidos no se regeneran. Una actividad que ocurre paulatinamente en nuestro cuerpo de forma progresiva y natural. De esta manera la célula se asegura que la información genética queda intacta, limitando a la vez la vida de la célula sin permitir su crecimiento incontrolado. Hasta aquí un proceso normal en una persona sana.
Los telómeros son estructuras ubicadas en los extremos cromosómicos que tienen gran importancia en el buen funcionamiento del material genético. Los biólogos se han ido sorprendiendo de la inesperada complejidad de estas estructuras y de la importancia que tienen en salud humana.
Así, por ejemplo, se ha logrado saber que existe correlación entre el tamaño de éstos y el envejecimiento. Por otro lado, defectos asociados a estas pequeñas estructuras cromosómicas se están vinculando cada vez más a mayor número de enfermedades, incluyendo numerosos tipos de cáncer.
El equipo de investigación, liderado por María A. Blasco del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), ha dado un gran paso en la investigación sobre el cáncer, tal y como publicaron en la revista EMBO Molecular Medicine, recientemente. Estos científicos han comprobado, en ratones, que el bloqueo o inhibición de la proteína shelterina TRF-1, es efectivo para inhibir el crecimiento de adenocarcinomas (cánceres de tipo glandular) de pulmón.
Por otro lado, y no menos importante, observaron que la toxicidad provocada para la inhibición de tal proteína no es elevada para los tejidos sanos. Por lo tanto, es perfectamente tolerable por el cuerpo humano sin que tenga que sufrir devastadores efectos secundarios.
Estos resultados demuestran por primera vez que la desprotección de los telómeros puede constituir una potencial diana terapéutica para el tratamiento del cáncer de pulmón.
¿Qué son los telómeros?
Nuestras células presentan unas estructuras altamente organizadas denominadas cromosomas que contienen la mayor parte de la información genética (ADN). Pues bien, los extremos de estos cromosomas se denominan telómeros. ¿Para qué sirven realmente estas estructuras? ¿Desempeñan un papel tan importante como para estar relacionados con enfermedades de tal envergadura como el cáncer?
Las investigaciones realizadas hasta la fecha, así lo demuestran. De hecho, tras haber sido muy importantes en los estudios sobre el envejecimiento celular, ahora han pasado a ser uno de los objetivos fundamentales de los científicos que investigan el cáncer y su posible tratamiento. Aclaremos un poco todo esto.
Los telómeros sellan, de alguna manera, los extremos de los cromosomas previniendo la fusión entre ellos y permitiendo la división celular sin problemas. Además también tienen como función evitar la pérdida de información genética cada vez que la célula se divide. Es decir, protegen la integridad del cromosoma e impiden la pérdida de genes importantes para la vida de la célula.
A medida que vamos envejeciendo, nuestras células se van dividiendo una y otra vez. En este proceso el extremo final del telómero no es copiado, lo que implica un pequeño acortamiento progresivo de estas estructuras. Sin embargo, el acortamiento de ADN sufrido con cada división celular no es, en principio, importante.
Con el paso del tiempo, la longitud telomérica de cada tipo de célula va disminuyendo, algo que nos proporciona información sobre la edad biológica de nuestros órganos y tejidos. A medida que se han llevado a cabo sucesivas divisiones, los telómeros alcanzan, finalmente, un tamaño crítico y esto conlleva inestabilidad en el cromosoma y pérdida de viabilidad celular.
Cuando es alcanzado este tamaño crítico, la célula interpreta que se ha producido un daño irreparable. ¿Cómo reacciona entonces? Simplemente deja de dividirse, y en consecuencia los tejidos no se regeneran. Una actividad que ocurre paulatinamente en nuestro cuerpo de forma progresiva y natural. De esta manera la célula se asegura que la información genética queda intacta, limitando a la vez la vida de la célula sin permitir su crecimiento incontrolado. Hasta aquí un proceso normal en una persona sana.
Telómeros y cáncer
En las células normales existe una enzima denominada telomerasa, que tiene capacidad de alargar los telómeros de nuevo y evitar las disfunciones existentes en células potencialmente patológicas.
En este sentido, y como hemos explicado, las sucesivas divisiones celulares provocan acortamiento de los telómeros. Pues bien, paulatinamente, las células tras una serie de ciclos de división se van encaminando hacia la senescencia celular, es decir, al envejecimiento y finalmente, la muerte celular.
En las células cancerígenas esta actividad es eludida y no se produce la muerte celular. Por esta razón las células cancerígenas no paran de crecer y dividirse. Uno de los métodos que emplean para evitar esta senescencia es la activación de un complejo enzimático en el que participa la enzima telomerasa.
Si se inhibiese esta enzima, tal y como explican los autores del estudio, se podría hablar de un acercamiento al tratamiento del cáncer. Sin embargo, el tiempo necesario para obtener este acortamiento es demasiado largo y no sería un tratamiento efectivo frente a tumores de gran agresividad. De ahí que los autores del estudio hayan optado por otra estrategia.
Atacando al cáncer
La enorme importancia del trabajo de investigación realizado por el equipo de la doctora Blasco radica, precisamente, en esta nueva estrategia. En él estudian un nuevo camino para llegar a desarrollar una solución viable para el tratamiento del cáncer en humanos.
Este nuevo camino consiste en el bloqueo de otro tipo de proteína, la TRF-1, Telomeric Repeat binding Factor 1, que forma parte también de los telómeros y que es un factor de unión básico para el mantenimiento de la longitud de estos. Para lograrlo emplearon ratones a los que, previamente, les indujeron el desarrollo de un adenocarcinoma pulmonar muy agresivo.
Pues bien, los investigadores bloquearon la acción de la proteína shelterina TRF-1 en estos ratones y estudiaron también el nivel de toxicidad del procedimiento. Los biólogos observaron que la desprotección de los telómeros, mediante la inhibición de la TRF-1, implica un bloqueo del crecimiento del cáncer. Y además comprobaron que la inhibición de la unión de esta proteína a los telómeros bloquea el crecimiento de carcinomas ya establecidos, sin afectar la supervivencia del animal ni la función del tejido.
Una vez establecido que la nueva diana terapéutica era efectiva en la paralización del crecimiento de los tumores, al tiempo que no implica una gran toxicidad, el grupo de investigación buscó compuestos químicos que mostraran acción inhibitoria contra la TRF1. Comprobaron que es posible encontrar potenciales fármacos que pueden inhibir esta proteína y que tengan además un efecto terapéutico beneficioso.
Defectos en los telómeros
Las investigaciones sobre los telómeros, como hemos visto, no se limita al cáncer. Ni mucho menos. Actualmente existen muchos ejemplos en los que la investigación telomérica tiene mucho que decir.
En este sentido se ha comprobado, recientemente, que si se dañan los telómeros, y además existen una serie de factores ambientales condicionante añadidos, se pueden generar enfermedades tan relevantes como la fibrosis pulmonar.
De hecho, se sabe que muchos pacientes que padecen fibrosis pulmonar idiopática tienen telómeros más cortos de lo normal. Y precisamente, esta es una de las enfermedades más frecuentes entre aquellas personas que presentan mutaciones en los genes relacionados con el mantenimiento de los telómeros.
Por tanto, las alteraciones en la estructura y/o funcionamiento de estos capuchones constituyen una de las causas que subyacen a enfermedades asociadas con el envejecimiento y a cánceres de diverso tipo. Todo ello nos lleva a pensar que seguiremos informando de nuevos avances en estas regiones de nuestro material genético.
En las células normales existe una enzima denominada telomerasa, que tiene capacidad de alargar los telómeros de nuevo y evitar las disfunciones existentes en células potencialmente patológicas.
En este sentido, y como hemos explicado, las sucesivas divisiones celulares provocan acortamiento de los telómeros. Pues bien, paulatinamente, las células tras una serie de ciclos de división se van encaminando hacia la senescencia celular, es decir, al envejecimiento y finalmente, la muerte celular.
En las células cancerígenas esta actividad es eludida y no se produce la muerte celular. Por esta razón las células cancerígenas no paran de crecer y dividirse. Uno de los métodos que emplean para evitar esta senescencia es la activación de un complejo enzimático en el que participa la enzima telomerasa.
Si se inhibiese esta enzima, tal y como explican los autores del estudio, se podría hablar de un acercamiento al tratamiento del cáncer. Sin embargo, el tiempo necesario para obtener este acortamiento es demasiado largo y no sería un tratamiento efectivo frente a tumores de gran agresividad. De ahí que los autores del estudio hayan optado por otra estrategia.
Atacando al cáncer
La enorme importancia del trabajo de investigación realizado por el equipo de la doctora Blasco radica, precisamente, en esta nueva estrategia. En él estudian un nuevo camino para llegar a desarrollar una solución viable para el tratamiento del cáncer en humanos.
Este nuevo camino consiste en el bloqueo de otro tipo de proteína, la TRF-1, Telomeric Repeat binding Factor 1, que forma parte también de los telómeros y que es un factor de unión básico para el mantenimiento de la longitud de estos. Para lograrlo emplearon ratones a los que, previamente, les indujeron el desarrollo de un adenocarcinoma pulmonar muy agresivo.
Pues bien, los investigadores bloquearon la acción de la proteína shelterina TRF-1 en estos ratones y estudiaron también el nivel de toxicidad del procedimiento. Los biólogos observaron que la desprotección de los telómeros, mediante la inhibición de la TRF-1, implica un bloqueo del crecimiento del cáncer. Y además comprobaron que la inhibición de la unión de esta proteína a los telómeros bloquea el crecimiento de carcinomas ya establecidos, sin afectar la supervivencia del animal ni la función del tejido.
Una vez establecido que la nueva diana terapéutica era efectiva en la paralización del crecimiento de los tumores, al tiempo que no implica una gran toxicidad, el grupo de investigación buscó compuestos químicos que mostraran acción inhibitoria contra la TRF1. Comprobaron que es posible encontrar potenciales fármacos que pueden inhibir esta proteína y que tengan además un efecto terapéutico beneficioso.
Defectos en los telómeros
Las investigaciones sobre los telómeros, como hemos visto, no se limita al cáncer. Ni mucho menos. Actualmente existen muchos ejemplos en los que la investigación telomérica tiene mucho que decir.
En este sentido se ha comprobado, recientemente, que si se dañan los telómeros, y además existen una serie de factores ambientales condicionante añadidos, se pueden generar enfermedades tan relevantes como la fibrosis pulmonar.
De hecho, se sabe que muchos pacientes que padecen fibrosis pulmonar idiopática tienen telómeros más cortos de lo normal. Y precisamente, esta es una de las enfermedades más frecuentes entre aquellas personas que presentan mutaciones en los genes relacionados con el mantenimiento de los telómeros.
Por tanto, las alteraciones en la estructura y/o funcionamiento de estos capuchones constituyen una de las causas que subyacen a enfermedades asociadas con el envejecimiento y a cánceres de diverso tipo. Todo ello nos lleva a pensar que seguiremos informando de nuevos avances en estas regiones de nuestro material genético.
Referencia bibliográfica
García-Beccaria M, et al. Therapeutic inhibition of TRF1 impairs the growth of p53-deficient K-RasG12V-induced lung cancer by inductin of telomeric DNA damage. EMBO Molecular Medicine (2015). DOI: 10.15252/emmm.201404497.
García-Beccaria M, et al. Therapeutic inhibition of TRF1 impairs the growth of p53-deficient K-RasG12V-induced lung cancer by inductin of telomeric DNA damage. EMBO Molecular Medicine (2015). DOI: 10.15252/emmm.201404497.