Las neuronas carecen de la capacidad de replicar su ADN, por lo que trabajan constantemente para reparar los daños en su genoma. Un nuevo estudio ha demostrado que estas reparaciones no son al azar, sino que se enfocan en proteger ciertos aspectos en concreto.
Científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos han descubierto que las neuronas reparan su ADN siguiendo un plan específico: sus decisiones no son azarosas, sino que responden a necesidades concretas y puntuales. Necesitan trabajar permanentemente en la reparación de los daños genéticos porque no son capaces de replicar su ADN. El hallazgo de los investigadores estadounidenses podría propiciar el desarrollo de nuevos enfoques terapéuticos.
Según un comunicado, las neuronas se enfocan en determinadas regiones del ADN que desempeñan un papel crítico en su identidad y función: de esta manera, logran mantener la salud de los circuitos neuronales. El descenso de esta capacidad autoregenerativa con el paso de los años explicaría el surgimiento de enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson y otras demencias.
Aunque investigaciones anteriores se han centrado en identificar las secciones de ADN que sufren daño genético, esta es la primera vez que los investigadores buscan dónde se está reparando mayormente el genoma. Los hallazgos podrían ser el punto de partida para explorar la reparación del ADN como un enfoque terapéutico contra las enfermedades neurodegenerativas.
A diferencia de otras células, y considerando que no pueden reemplazarse a sí mismos, las neuronas se hallan entre las células más longevas del cuerpo humano. Debido a esta condición, es más trascendente aún la tarea de reparación genética que llevan adelante: gracias a la misma, pueden mantenerse activas y vigorosas por una mayor cantidad de tiempo. Ahora, los científicos han encontrado que este trabajo es especializado y se enfoca en cuestiones específicas.
El plan de las neuronas
El descubrimiento se produjo aplicando una técnica innovadora de generación de neuronas a partir de células madre. Dichas neuronas fueron «alimentadas» con destino a un conformar bloques de construcción de ADN. Posteriormente, los investigadores rastrearon estas moléculas a través de la secuenciación de ADN y pudieron obtener imágenes que muestran cómo las neuronas las utilizaron para reparar su genoma.
Aunque los expertos ya esperaban descubrir una cierta planificación en el proceso de reparación genética, se han encontrado al hallar cómo las neuronas estaban fuertemente enfocadas en proteger determinadas secciones del genoma. Según los científicos, observaron regiones de reparación increíblemente nítidas y bien definidas: se trataría de áreas cruciales para el mantenimiento de la actividad neuronal.
Al mismo tiempo, pudieron comprobar que las proteínas que se encuentran en estos centros neurálgicos están implicadas en enfermedades neurodegenerativas, en tanto que las regiones prioritarias de reparación también están relacionadas con el envejecimiento. De esta manera, lograron confirmar el «plan» que guía a las neuronas en sus esfuerzos para reparar su genoma.
Un cambio de enfoque y nuevas terapias
En concreto, los investigadores encontraron aproximadamente 65.000 centros prioritarios de reparación, que cubrían alrededor del 2 por ciento del genoma neuronal. Según los científicos, el hallazgo se debe a un cambio de enfoque: dejaron de concentrarse en los sectores dañados del genoma para buscar en las regiones que presentan reparaciones.
Para Fred «Rusty» Gage, uno de los autores de la investigación y Presidente del Instituto Salk, «estos hallazgos presentan un enorme potencial para cambiar la forma en que vemos muchas enfermedades del sistema nervioso relacionadas con la edad. Abren un nuevo camino para explorar la reparación del ADN como un enfoque terapéutico concreto y posible », indica.
En el futuro, los investigadores buscarán optimizar su método de «detección» de áreas prioritarias de reparación del genoma en las neuronas, para lograr una mayor precisión en torno a la forma en que las mismas diseñan y ejecutan su plan. Con esta información, será factible crear instrumentos terapéuticos que reduzcan el impacto de la edad y el envejecimiento sobre la salud neuronal.
Referencia
La incorporación de un análogo de nucleósido mapea los sitios de reparación del genoma en neuronas humanas postmitóticas. Fred Gage, Dylan A. Reid y col. Ciencia (2021) DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb9032
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