Células: el tamaño importa

Cuando los científicos estudian la morfología de las células de un tejido rápidamente descubren que se presenta una uniformidad sorprendente tanto en el tamaño como en la forma. Por lo que se plantea una pregunta importante: ¿el tamaño de la célula es importante para la fisiología celular?

El tamaño de las células puede variar sorprendentemente de unas especies a otras. Las células del fitoplancton miden aproximadamente una micra, mientras que los ovocitos de rana pueden alcanzar el milímetro. Incluso dentro de un mismo organismo los tamaños se presentan absolutamente dispares. Las neuronas humanas son gigantescas si las comparamos con los pequeños glóbulos rojos. Pero el escenario cambia radicalmente si nos fijamos en un solo tejido, pues las células del mismo deben mantener un tamaño particular para que se pueda ejercer una función eficiente. El abstract de un estudio publicado en Science Advances comienza diciendo que “las células madre son notablemente pequeñas”. Tras esta primera frase viene un planteamiento que no es baladí: no sabemos si este pequeño tamaño es importante para la función de las células madre. El aumento de tamaño de las células madre hematopoyéticas (precursoras de las células sanguíneas) está asociado a una disminución en sus funciones. Al ser más grande hay menor proliferación de las mismas y el metabolismo se muestra alterado. El tamaño importa, pero en este caso un tamaño pequeño, no seamos mal pensados.

Tamaño y envejecimiento

Jette Legefeld
Jette Legefeld. Fuente: MIT News.

Los investigadores dieron con el hallazgo de que las células madre sanguíneas tienden a aumentar su tamaño a medida que envejecen. “Hemos descubierto el agrandamiento celular como un nuevo factor de envejecimiento in vivo, ahora podemos explorar si podemos tratar dicho agrandamiento celular para retrasar el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con el mismo”, ha explicado Jette Legefeld, investigadora de la Univsersidad de Helnsinki y una de las 19 personas firmantes del estudio. Legefeld realizó el posdoctorado en el MIT y es la principal firmante del artículo Cell size is a determinant of stem cell potential during aging.

Desde la década de los 60 del siglo XX sabemos que las células humanas cultivadas en una placa de laboratorio adquieren tamaños descomunales, hacia un estado de envejecimiento en el que no se dividen. Cada vez que hay un daño en la molécula de ADN la división se detiene para reparar el daño. En este proceso la célula crece un poco más. Hasta ahora se pensaba que el agrandamiento fuese un efecto secundario del envejecimiento, pero... ¿y su fuese al revés? El tamaño celular podría provocar pérdidas en las funciones relacionadas con la edad.

Fastidiando al ADN

Los investigadores ocasionaron daños sobre células madre para ver cuál era el efecto. Usaron dos tipos de muestras: células sin ningún tratamiento y células a las que se les administró una sustancia llamada rapamicina. Los daños provocados sobre el ADN provocaron un aumento en el tamaño de las células hematopoyéticas que no recibieron tratamiento, mientras que la rapamicina impidió el aumento de tamaño en las que sí fueron tratadas con este. A partir de aquí, quisieron medir la funcionalidad de ambos conjuntos de células, inyectándolas en ratones a las que se les había extraído las células madre sanguíneas. El resultado es el que se espera si ha leído hasta aquí: las células madre que fueron agrandadas por el daño en el ADN no pudieron repoblar las células sanguíneas de los ratones. Las otras sí, las que conservaron su tamaño, es decir, las células que recibieron rapamacina sí pudieron repoblar las células sanguíneas del ratón a pesar de haber sufrido daños en el ADN

En otro experimento los investigadores produjeron mutaciones genéticas con el fin de reducir el tamaño de las células que habían sido agrandadas por motivos de edad en los ratones más viejos. Descubrieron que al volver al tamaño original las células madre recobraban su potencial regenerativo y se comportaban como células madre más jóvenes. Por tanto, es un doble descubrimiento: el agrandamiento de las células produce envejecimiento y se puede restaurar la funcionalidad de una célula dañada por el tamaño volviéndola a su tamaño original. Algo parecido al pastel de Alicia en el país de las maravillas en el que podía leerse “Eat me”.

La rapamicina

Se trataron algunos ratones con rapamicina desde una edad temprana y se pudo comprobar que se evitaba el agrandamiento des sus células madre sanguíneas. La rapamicina es un fármaco usado para inhibir el crecimiento de algunos cánceres y para prevenir el rechazo de órganos transplantados. Lengefeld se muestra entusiasmadas: “Si encontramos fármacos específicos para hacer que las células madre sanguíneas grandes sean de nuevo pequeñas, podríamos probar si estos mejoran la salud de las personas que sufren problemas del sistema sanguíneo, tales como la anemia o la reducción de sistema inmunológico, o tal vez incluso a personas con leucemia”. El estudio podría extenderse a las células madre intestinales, pues los investigadores también demostraron la relación entre envejecimiento y aumento de tamaño en este tipo de células.

La rapamicina o sirólimis es un antibiótico macrocíclico descubierto en 1965 que se aísla de una bacteria encontrada en el suelo de Rapa Nui, en la isla de Pascua. La bacteria es Streptomyces hygroscopicus inhibe el crecimiento de algunos hongos como Candida albicans, Microsporum gypseum y Trichophyton granulosum. Ya se había publicado en 2009 una artículo en Nature (Rapamycin fed late in life extends lifespan in genetically heterogeneous mice) en el que se demostraba que con este medicamento se podía prologar la vida de los ratones hasta en un 38 %. El nuevo estudio publicado en Science Advance ha dado un paso más para la comprensión de este hecho. De alguna manera la rapamicina tiene el poder de parar el reloj biológico e, incluso, hacer que el tiempo vaya hacia atrás. Un candidato a elixir de la eterna juventud.

Eugenio Manuel Fernández Aguilar

Eugenio Manuel Fernández Aguilar

Soy físico de formación, aunque me interesan todas las disciplinas científicas. He escrito varios libros de divulgación científica y me encanta la Historia de la Ciencia.

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