Cuando el tejido está gravemente dañado, las células supervivientes pueden responder con una explosión concentrada de reparación biológica conocida como proliferación compensatoria. Casi 50 años después de que se identificara por primera vez esta estrategia de supervivencia en larvas de mosca, los científicos ahora han identificado el mecanismo molecular detrás de ella.
Según investigadores dirigidos por un equipo del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel, comprender cómo funciona este proceso (y cómo puede manipularse) podría ayudar a desarrollar nuevas formas de prevenir la reaparición del cáncer.
Para el descubrimiento son cruciales las caspasas, enzimas implicadas en la muerte celular programada (el cuerpo destruye las células para mantenerlas sanas o para esculpir tejido). En los últimos años, los estudios han demostrado que las caspasas no siempre son asesinas: están involucradas en varios otros procesos esenciales, lo que llevó a su estudio.
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El equipo de investigación volvió al principio con la difusión de la solución, utilizando el mismo experimento que llevó a su descubrimiento: hacer estallar una mosca de la fruta. (Drosophila melanogaster) Larvas con altas dosis de radiación. Durante este tiempo, los científicos observaron más de cerca la etapa de regeneración.
«Nos propusimos identificar células que presionan el botón de autodestrucción pero que de todos modos sobreviven», dice Tislil Braun, primer autor y genetista molecular del Instituto Weizmann.
«Para hacer esto, utilizamos un sensor tardío informado sobre células que activaron la caspasa iniciadora pero que sobrevivieron a la radiación».
Los investigadores han descubierto que después del daño por radiación, el tejido se regenera mediante el trabajo en equipo entre dos tipos de células supervivientes.
Inicialmente, un tipo de células está marcada para morir: activan una caspasa de la mosca de la fruta llamada Dronk, pero finalmente se resisten a morir y se multiplican rápidamente para reparar el tejido dañado. El equipo las denominó células activadoras de Dronc (DARE).
Un análisis más detallado reveló que las células DARE no actúan solas.
«Identificamos otra población de células resistentes a la muerte, pero a diferencia de las células DARE, no mostraron activación de las caspasas iniciadoras. Las llamamos células NARE», dice Brown.
Aunque estas células NARE no están marcadas para morir, las células DARE las reclutan para su reparación. Controlan el proceso para evitar una mayor reproducción.
Es importante destacar que las células DARE supervivientes y el tejido reparado que ayudan a generar son aún más resistentes a la muerte. Después de la segunda ráfaga de radiación, se volvió mucho más difícil matarlos, un fenómeno observado previamente en los tumores cancerosos.
«Se descubrió que la descendencia de las células DARE era extraordinariamente resistente: siete veces más resistente a la muerte celular que las células del tejido original», dice Eli Arama, genetista molecular del Instituto Weizmann.
«Esto puede ayudar a explicar por qué los tumores que reaparecen después de la radiación se vuelven más resistentes».
Los investigadores identificaron una proteína motora molecular, Myo1D, que protege a las células DARE de la muerte. Una vez más, existe un vínculo con la biología del cáncer: se cree que los cánceres utilizan Myo1D para mantenerse con vida.
Aunque estos resultados aún no se han confirmado en tejidos humanos, ahora que conocemos la mecánica detallada de la difusión compensatoria, es más probable que los científicos encuentren formas de aumentarla o activarla (curar el daño tisular) o bloquearla (detener el cáncer).
«Al igual que con los modelos de moscas en general, el conocimiento adquirido aquí puede traducirse en una comprensión de los mecanismos que equilibran el crecimiento y confieren resistencia a la muerte celular en los tejidos humanos», dice Arama.
«Los resultados también apuntan hacia nuevos enfoques que pueden acelerar la regeneración beneficiosa del tejido sano después de una lesión».
La investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.
