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Traspasando el límite de Hayflick: El mecanismo por medio del cual las células cancerígenas se vuelven inmortales

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En esta oportunidad hablaremos un poco sobre el límite de Hayflick y su relación con las células cancerígenas. En primer lugar es conveniente definir al cáncer como la acumulación de múltiples mutaciones genéticas, las cuales le dan a la célula transformada una serie de características que le permiten formar tumores e invadir tejidos (metástasis). Entre esas características se encuentra la inmortalidad celular.

Ahora bien, ¿qué entendemos por inmortalidad celular? Es el potencial de replicación ilimitado que tienen las células cancerígenas, es decir, la capacidad que tienen estas de hacer copias de ellas mismas un número indefinido de veces.

Esto contrasta con el potencial de replicación de nuestras células somáticas sanas, una vez que estas se han dividido una cantidad determinada de veces entran en un estado llamado senescencia (vejez celular) en el cual ya no son capaces de dividirse nuevamente. Este límite replicativo se conoce como límite o paradigma de Hayflick.

Límite de Hayflick

¿Cómo se llegó a conocer que existía dicho límite? Este descubrimiento fue realizado por el Dr. Leonard Hayflick quien en 1960 llevó a cabo experimentos con tejido pulmonar sano y constató que este parecía morir luego de que sus células se hubieran dividido unas 50 veces.

En un segundo experimento dejó a las células dividirse 25 veces, y las congeló por un tiempo. Al restablecer la temperatura, las células continuaban replicándose hasta el límite de unas 50 divisiones, y después morían.

Fotografía del Dr. Leonard Hayflick en el laboratorio, se hizo célebre al descubrir el limite de Hayflick y su relación con la senescencia celular. También descubrió la línea celular WI-38
Dr. Leonard Hayflick en el laboratorio. Foto: Alchetron.

A medida que las células se aproximaban a este límite de edad, presentaban cada vez más signos de envejecimiento celular.  Mediante estudios posteriores en el resto de las células somáticos sanas pudo determinarse que el límite de Hayflick llegaba entre 50 y 100 divisiones celulares.

El Dr. Leonard Hayflick fue un profesor de anatomía en la facultad de Medicina de la Universidad de California. También trabajó como profesor de microbiología en la universidad de Stanford. Debido a su brillante carrera recibió numerosos premios científicos.

Hayflick estudió proceso de envejecimiento por más de 50 años. De hecho escribió un libro al respecto llamado ¿Cómo y por qué envejecemos?.

Gracias a su gran descubrimiento, qué fue llamado en su honor como límite de Hayflick, se terminó con la creencia errónea de que las células normales cultivadas eran inmortales; es decir, que no pueden dividirse indefinidamente.

Además de este gran aporte científico, Leonard Hayflick aisló a las células WI-38 que también son utilizadas ampliamente en la investigación científica, especialmente en la producción de vacunas. Se considera que las células WI-38 son un aporte invaluable para la virología y la inmunología.

Ahora bien, ¿Qué hace que las células normales tengan un límite al dividirse? La respuesta está en los telómeros.

Los telómeros: El «reloj» biológico de la célula

Los telómeros: El "reloj" biológico de la célula
Acortamiento de los telómeros.

Los telómeros son estructuras que se encuentran situadas en los extremos de los cromosomas. Estas estructuras son como una especie de larga cadena, que está hecha con la repetición de una secuencia de nucleótidos, cuya longitud aproximada son 5-15 kilobases (kb) que es lo mismo que, 5000 – 15000 par base (bp).

La principal función de los telómeros es proteger el material genético que se encuentra en los cromosomas. Cada vez que una célula sana se divide, pierde una pequeña parte de su cadena de telómeros (Aproximadamente 50-100 pb) y una vez que los telómeros se vuelven demasiado cortos la célula pierde su capacidad de duplicarse, entrando en un estado de senescencia.

En este video se muestra que son los telómeros, su relación con el cáncer y el envejecimiento. Además su uso como posible diana terapéutica para desarrollo de un medicamento contra un tipo de cáncer: el glioblastoma

¿Por qué no ocurre esto con las células tumorales?

En las células cancerígenas se activa un tipo de molécula (enzima) capaz de regenerar los telómeros llamada telomerasa. Mediante este mecanismo esta cadena no se acorta con cada división celular, permitiéndole a las células malignas replicarse de manera ilimitada. Es decir, volviendo a estas células «inmortales».

Por este motivo se considera inhibir la actividad de la telomerasa como una diana terapéutica atractiva, y actualmente se han hecho varios estudios con potenciales compuestos inhibidores in vitro e in vivo. Se esperan estudios clínicos en los que se puedan analizar el efecto de estos compuestos como terapia contra el cáncer.

SENESCENCIA CELULAR LIMITE-DE-HAYFLICK
Límite de Hayflick y las células inmortales. Breve resumen del artículo. Infografía: Ondas y Partículas

Un caso de inmortalidad interesante: Las células HeLa

Henrietta Lacks fue una mujer estadounidense de procedencia afroamericana, diagnosticada a sus 31 años de edad con cáncer de cuello uterino. El cáncer de la Sra. Lacks era sumamente agresivo invadiendo rápidamente a otros órganos y a pesar de recibir el tratamiento indicado en esa época, terminó falleciendo a tan solo 8 meses después de su diagnóstico.

Henrrieta Lacks células inmortales, células HeLa
Fotografía de Henrrieta Lacks, quien sufrió de cáncer de cuello uterino y de cuyo tumor se extrajeron las células HeLa, una línea celular inmortal.

El Dr. George Grey director del hospital donde ella fue tratada, cultivó para fines de investigación las células malignas de Henrietta rotulando la muestra como «HeLa», y descubrió  que estás células se seguían dividiendo a un ritmo constante a través del tiempo, a diferencia de las células de otros tejidos sanos que después de dividirse unas cuantas veces, morían. Con las células HeLa se había conseguido por primera vez una línea celular inmortal.

A partir de 1952 las células HeLa han estado involucradas en miles de estudios, sin el consentimiento de la familia de Henrietta. De hecho, se calcula que para el año 2010 se han producido 50 toneladas de estas células, ¡Muchas más de las que tuvo Henrietta en vida!

Sin duda la historia de Henrrietta fue tan trágica cómo fascinante, y de hecho desató un gran debate bioético. De la vida de ella se escribió un libro llamado la vida inmortal de Henrrieta Lacks, por la autora Rebecca Skloot. Posteriormente se hizo una película basada en el libro.

La historia de las células HeLa es increible y es un ejemplo sumamente representativo de esta característica tan particular las células malignas. El comprender las bases del desarrollo de esta enfermedad, sin duda nos darán las herramientas para luchar contra ella de manera más eficaz y allanarán el camino para una posible cura.

El límite de Hayflick y el envejecimiento

El envejecimiento es un proceso que está ligado íntimamente tanto a la herencia genética como al ambiente. En consecuencia, no todos envejecemos al mismo ritmo. Por eso, a pesar de que dos personas tengan la misma edad cronológica (en años), no precisamente tienen la misma edad biológica.

Existen diversas teorías acerca de como ocurre el envejecimiento. En un principio se creía que el limite de Hayflick era el responsable principal del envejecimiento de un organismo. La hipótesis era que el acortamiento excesivo de los telómeros de la célula, al dividirse vez tras vez, desencadenaría el proceso de envejecimiento de un organismo.

Sin embargo esta explicación ha sido descartada. El motivo principal es que las células envejecen con el paso del tiempo, se dividan o no. Por ejemplo las neuronas, que no se dividen, conservan sus largos telómeros, pero aun así expresan signos de envejecimiento con el paso del tiempo.


Referencias

1. Albanell, J. (2002). Telomerasa: regulación,diana terapéutica y significado clínico en neoplasias humanas, (tesis doctoral) Universidad Autónoma de Barcelona. 

2. Álvarez J. (Julio del 2013) Henrietta lacks. el nombre detrás de las células Hela, primera línea celular inmortal humana. Recuperado de: https://www.elsevier.es/es-revista-revista-medica-clinica-las-condes-202-articulo-henrietta-lacks-el-nombre-detras-S0716864013702141


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