Categoría | Células Madre

El reloj biológico controla la activación de las células madre

 

Un nuevo estudio revela el papel del reloj biológico diario (ritmos circadianos) en la capacidad regenerativa de las células madre. La alteración de este ritmo tiene como resultado el envejecimiento prematuro de los tejidos y una mayor predisposición al desarrollo de tumores en la piel. El restablecimiento adecuado del reloj biológico incrementa la capacidad de regeneración a largo plazo de los tejidos y disminuye la probabilidad de desarrollar tumores.

Los investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) han publicado un estudio en la revista Nature , que describe cómo los ritmos circadianos, que son el reloj biológico interno que controla nuestro comportamiento durante el día y la noche, regulan la función de las células que son responsables de la regeneración diaria de la piel (las células madre de la piel).

Las células madre regulan el reemplazo de las células en los tejidos. En el caso de la piel, son responsables de producir constantemente nuevas células para reemplazar las que se deterioran por el uso diario. El correcto funcionamiento de las células madre es esencial para mantener los tejidos sanos durante toda la vida de un organismo. La piel está expuesta a diversos agentes nocivos durante el día, como la luz ultravioleta y patógenos tales como las bacterias y virus. La función principal de la piel es proteger el organismo de estos peligros potenciales al ser una barrera impermeable que separa nuestro cuerpo del mundo exterior.

Los investigadores que participaron en el estudio han descubierto que el comportamiento de las células troncales es regulado por un reloj biológico interno, y que el correcto funcionamiento de este reloj es necesario a fin de mantener el tejido. Este reloj regula el comportamiento de las células madre de tal manera que, por ejemplo, durante las horas pico de la exposición a la luz, las células son capaces de protegerse de las radiaciones nocivas (la principal causa de cáncer de piel), mientras que en la tarde y la noche se pueden dividir y regenerar el tejido para reemplazar las células dañadas por otras sanas.

De esta manera, el reloj biológico permite que las células madre se puedan dividir en el momento en que la piel ya no está expuesto a posibles daños, cuando sería más vulnerable a la acumulación de mutaciones en el ADN y lo que causaría una pérdida de la capacidad de regeneración, o un mayor predisposición al desarrollo de tumores.

Por lo tanto, el reloj biológico permite el ajuste preciso del comportamiento temporal de las células madre, de tal manera que el sistema se adapta a las necesidades del tejido de acuerdo a la hora del día y hay un reemplazo constante de las células de los tejidos con el mínimo riesgo de acumulación de mutaciones en el ADN.

Si esto se pierde, el control de las células madre puede acumular daños en el ADN, y la probabilidad de que el envejecimiento celular y la generación de tumores aumenta de manera significativa.

Los genes y Bmal1 periodo1 2 / son responsables de controlar el ritmo y la regulación de la actividad celular regenerativa o de descanso. A través de la manipulación genética de los genes, los investigadores demostraron que la alteración del reloj biológico en las células madre de la piel impiden el funcionamiento de las células lo que causó problemas a largo plazo en el envejecimiento celular y la generación de tejido. Por otra parte, la arritmia en el reloj también incrementó significativamente la propensión a desarrollar un tipo de cáncer de piel, que es uno de los tipos de cáncer más comúnmente diagnosticado en las sociedades industrializadas.

Referencia

Peggy Janich, Gloria Pascual, Anna Merlos-Suárez, Eduard Batlle, Jürgen Ripperger, Urs Albrecht, Karl Obrietan, Luciano Di Croce, Salvador Aznar Benitah. The circadian molecular clock creates epidermal stem cell heterogeneityNature, 2011; DOI: 10.1038/nature10649

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Francisco P. Chávez Profesor Asistente, Laboratorio de Microbiología Molecular y Biotecnología Departamento de Biología Facultad de Ciencias Universidad de Chile

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Francisco P. Chávez Ph.D
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