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A lo largo de la vida, nuestras células están constantemente expuestas a factores ambientales e internos que pueden dañar el ADN. Si bien se sabe que este daño al ADN contribuye tanto al envejecimiento como al cáncer, la conexión precisa, en particular cómo las células madre dañadas influyen en la salud tisular a largo plazo, ha permanecido incierta.
Las células madre melanocíticas (McSC) son células madre residentes en los tejidos que sirven como fuente de melanocitos maduros, las células productoras de pigmento responsables de la coloración del cabello y la piel. En los mamíferos, estas células madre residen en la región protuberante-subprotuberante de los folículos pilosos como melanoblastos inmaduros, manteniendo la pigmentación mediante regeneración cíclica.
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Hace tres años, un estudio de Nature vinculó las células madre atrapadas con el encanecimiento del cabello. Ertas células madre tienen una capacidad única para moverse entre los compartimentos de crecimiento de los folículos pilosos, pero se quedan estancadas a medida que las personas envejecen y pierden su capacidad de madurar y mantener el color del cabello.
Dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, el trabajo se centró en células de la piel de ratones y también en humanos, llamadas células madre melanocitos o McSC. El color del cabello depende de si los grupos de McSC no funcionales, pero en constante multiplicación, dentro de los folículos pilosos reciben la señal para convertirse en células maduras que producen los pigmentos proteicos responsables del color.
El ensayo demostró que las McSC son notablemente plásticas. Esto significa que, durante el crecimiento normal del cabello, estas células se mueven continuamente en el eje de maduración a medida que transitan entre los compartimentos del folículo piloso en desarrollo. Es dentro de estos compartimentos donde las McSC se exponen a diferentes niveles de señales proteicas que influyen en la maduración.
Los investigadores descubrieron que, a medida que el cabello envejece, se cae y vuelve a crecer repetidamente, un número cada vez mayor de McSC se atascan en el compartimento de células madre, llamado protuberancia del folículo piloso. Permanecen allí, no maduran hasta el estado de amplificación de tránsito ni regresan a su ubicación original en el compartimento germinal, donde las proteínas WNT las habrían estimulado a regenerarse en células pigmentarias.
Canas y cáncer
Ahora, una nueva investigación, publicada en Nature Cell Biology y dirigida por la profesora Emi Nishimura y el profesor adjunto Yasuaki Mohri de la Universidad de Tokio, utilizó el rastreo de linaje in vivo a largo plazo y el perfil de expresión génica en ratones para investigar cómo las McSC responden a diferentes tipos de daño del ADN. El equipo identificó una respuesta específica a las roturas de la doble cadena del ADN: la diferenciación acoplada a la senescencia (senodiferenciación), un proceso en el que las McSC se diferencian irreversiblemente y luego se pierden, lo que provoca el encanecimiento del cabello. Este proceso está impulsado por la activación de la vía p53-p21.
Por el contrario, al exponerse a ciertos carcinógenos, como el 7,12-dimetilbenz(a)antraceno o la luz ultravioleta B, las McSC evaden este programa de diferenciación protectora, incluso en presencia de daño en el ADN. En cambio, conservan su capacidad de autorrenovación y se expanden clonalmente, un proceso respaldado por el ligando KIT secretado tanto desde el nicho local como dentro de la epidermis. Esta señal derivada del nicho suprime la senodiferenciación, lo que predispone a las McSC a un destino tumoral.
Nishimura ha afirmado en un comunicado; "Estos hallazgos revelan que una misma población de células madre puede seguir destinos antagónicos (agotamiento o expansión) según el tipo de estrés y las señales microambientales·. Y ha añadido: "Esto replantea el encanecimiento y el melanoma no como eventos inconexos, sino como resultados divergentes de las respuestas de las células madre al estrés".
Es importante destacar que este estudio no sugiere que el encanecimiento prevenga el cáncer, sino que la senodiferenciación representa una vía protectora inducida por el estrés que elimina células potencialmente dañinas. Por el contrario, cuando se ignora este mecanismo, la persistencia de células madre de McSC dañadas puede predisponer a la melanomagénesis.
Al identificar los circuitos moleculares que gobiernan esta bifurcación del destino, el estudio proporciona un marco conceptual que vincula el envejecimiento de los tejidos y el cáncer, y destaca el papel beneficioso de eliminar células madre potencialmente dañinas a través de la "senólisis" natural, lo que da como resultado un fenotipo que protege contra el cáncer.
