Las células inmortales de Henrietta Lacks

A principios de la década de los 70 comenzó a sonar el teléfono en la casa de una familia de origen humilde de Virginia, y desde entonces, nunca ha parado de sonar. Sorprendidos, todas las llamadas eran peticiones de la comunidad científica. Querían muestras de sangre para conocer su genética. Así fue como se enteraron que las células de su madre, quién había muerto hacía 20 años, seguían vivas, eran inmortales y estaban salvando millones de vidas.

La historia de Henrietta Lacks es única y especial, tanto como para poder decir que su cuerpo, o mejor dicho sus células, son lo más parecido que el ser humano ha estado de ser un superhéroe, en este caso una superheroína, salvando vidas desde entonces. Una verdadera pena que a la señora Lacks nadie le dijera en vida de lo que iba a ser capaz.

Envejecimiento celular

Como hemos comentado al inicio de este capítulo, las células que más han aportado al conocimiento del envejecimiento in vivo e in vitro han sido los fibroblastos y sabemos que los fibroblastos tienen establecido un número determinado de divisiones mitóticas. Además si se congelan en nitrógeno líquido diversos cultivos de fibroblastos en diferentes etapas de sus ciclos proliferativos (tras 10, 20, 30 y 40 divisiones), y se dejan pasar varios años, una vez se produce la revitalización de las células estas tendrán, respectivamente, nuevos ciclos (de 40, 30, 20 y 10 divisiones) hasta su apoptosis. Es decir la suma de divisiones antes y después de la congelación es de 50. La muerte celular no suele ocurrir inmediatamente después de la última división mitótica, por el contrario, una célula puede permanecer durante largos períodos de tiempo en la última interfase antes de entrar en apoptosis. Este estado sería una especie de pseudo-quiescencia previa a la muerte celular que se denomina “senescencia celular replicativa”. Estas células no pueden sintetizar ADN (no entran en fase S) y están definitivamente paradas en la fase G₁, aspecto que las distingue de las verdaderas células quiescentes. 

Sobre la longitud de los telómeros y nuestro estilo de vida

Investigadores de la Universidad de East Anglia (Reino Unido) han encontrado que la edad biológica y la esperanza de vida se pueden predecir mediante la medición del ADN de un individuo. Los científicos estudiaron la longitud de los telómeros en una población silvestre de un ave de una pequeña isla del archipiélago de las Seychelles.

Publicada en Molecular Ecology, su investigación demuestra que los individuos difieren radicalmente según lo rápido que se acortan sus telómeros con la edad y que tener telómeros más cortos a cualquier edad se asocia con un mayor riesgo de muerte, por lo que la longitud de los telómeros es un buen indicador del futuro de la esperanza de vida. Este proyecto de investigación de 20 años es, según sus autores, el primero de su tipo en medir los telómeros - extremos de los cromosomas que velan por su estabilidad- a través de toda la vida de los individuos en una población silvestre.

Los telómeros y la edad biológica

Conocer la edad real de nuestro organismo es un excelente indicador del estado de salud general y esto nos  permite comprender mejor la influencia de nuestro estilo de vida y nos da la oportunidad de llevar a cabo las modificaciones apropiadas antes de que sea demasiado tarde.

Los cromosomas son las estructuras que guardan nuestra información genética, nuestro ADN. Los telómeros son los extremos de estos cromosomas, y su función es la de proteger al cromosoma. Los telómeros están formados por repeticiones no codificantes de un hexanucleótido (TTAGGG) que se repite miles de veces. El ADN telomérico se acorta en cada división y llegado un límite mínimo la célula entraría en apoptosis. La falta en la copia total del telómero se debe al peculiar sistema de copiado de la hebra de ADN en la síntesis de los fragmentos de Okazaki (que estudiaremos más adelante).

El límite de Hayflick

La mayoría de las células en el cuerpo humano sólo se pueden multiplicar un número determinado de veces, luego, inevitablemente mueren. Este límite es lo que se denomina el límite de Hayflick, un hallazgo del doctor Leonard Hayflick en 1960. El doctor había descubierto que el tejido proveniente de los pulmones parecía morir después de que las células se hubieran dividido cierto número de veces (unas 50 veces). Tras el hallazgo, el hombre realiza un segundo experimento dejando a las células dividirse 25 veces para luego congelarlas por un tiempo.

Etapas de la mitosis (fase M)

Aunque muchos de los detalles de la mitosis varían entre los diferentes organismos, los procesos básicos que aseguran la segregación fidedigna de las cromátidas hermanas se conservan en todos los eucariotas. Entre estos procesos básicos de la mitosis se incluyen la concentración de los cromosomas, la formación del huso mitótico, y la unión de los cromosomas a los microtúbulos del huso. Una vez llegado este punto, las cromátidas hermanas se separan y migran a polos opuestos del huso, tras lo que se forman los núcleos hijos.

Regulación del ciclo celular

La progresión de las células a través del ciclo de división celular se regula por señales extracelulares del medio, así como por señales internas que supervisan y coordinan los diversos procesos que tienen lugar durante las diferentes fases del ciclo celular. Además, diversos procesos celulares como el crecimiento celular, la replicación del ADN y la mitosis, han de coordinarse durante el transcurso del ciclo celular. Esto se consigue mediante una serie de puntos de control que regulan la progresión a través de las diferentes fases del ciclo celular.

Uno de los puntos de regulación principales del ciclo celular, en muchos tipos celulares, se encuentra avanzada la fase G1, y controla el paso de G1 a S. Este punto de regulación se definió por primera vez en estudios de la levadura de gemación (Saccharomyces cerevisiae), donde se le conoce como START. Una vez que las células han rebasado el START, quedan determinadas a entrar en la fase S y a sufrir un ciclo de división celular. Sin embargo, rebasar el punto START es un proceso que está finamente regulado en el ciclo celular de la levadura, siendo controlado a través de señales externas, como la disponibilidad de nutrientes, y por el tamaño celular. Así, START supone un punto de decisión en el que la célula determina si hay suficientes nutrientes disponibles para avanzar a través del resto del ciclo celular.

¿Cómo se distinguen las diferentes etapas del ciclo celular?

El análisis del ciclo celular requiere que las células se identifiquen en las diferentes etapas indicadas anteriormente. Aunque las células mitóticas se pueden distinguir al microscopio, las células en las otras fases del ciclo (G1, S y G2) han de ser identificadas mediante criterios bioquímicos. Las células en la fase S pueden identificarse fácilmente porque incorporan timidina radiactiva, la cual se usa exclusivamente en la síntesis de ADN. Por ejemplo, si una población de células humanas en cultivo, que proliferan rápidamente, se expone a timidina radiactiva durante un periodo corto de tiempo (15 minutos) y a continuación se analiza por autorradiografía, se encontrará que cerca de la tercera parte de las células están marcadas radiactivamente, lo que correspondería a la fracción de células en fase S.

Ciclo celular eucariota

El ciclo de la división de la mayoría de las celúlas consiste en cuatro procesos coordinados: crecimiento celular, replicación del ADN, distribución de los cromosomas duplicados a las células hijas y división celular. En la bacterias, el crecimiento celular y la replicación del ADN tienen lugar durante la mayor parte del ciclo celular, y los cromosomas duplicados se distribuyen a las células hijas asociados a la membrana plasmática. Sin embargo, en los eucariotas el ciclo celular es más complejo y consiste en cuatro fases diferenciadas. Aunque el crecimiento celular suele ser un proceso continuo, el ADN se sintetiza sólo durante una fase del ciclo celular y, entonces, los cromosomas replicados se distribuyen a los núcleos hijos mediante una compleja serie de procesos que preceden a la división celular.

La división celular

La capacidad de autorreproducirse probablemente sea la característica fundamental de las células. Todas ellas se reproducen mediante su división en dos, cada célula parental dando lugar a dos células hijas al final de cada ciclo de división celular. Estas células hijas, a su vez, pueden crecer y dividirse, dando lugar a una población celular a partir del crecimiento y la división de una única célula parental y de su progenie. En el caso más sencillo, estos ciclos de crecimiento y división permiten a una única bacteria, tras la incubación durante una noche en una placa de agar con medio provisto de nutrientes, formar una colonia constituida por una progenie de millones de células. En un caso más complejo, ciclos repetidos de crecimiento y división celular suponen el desarrollo de una célula huevo fecundada, dando lugar a las más de diez billones de células que componen el cuerpo humano.