Los gusanos moribundos emiten un resplandor etéreo
Gusano nematodo acercándose a la muerteCASSANDRA COBURNEn las últimas horas de vida de un gusano nematodo, una ola de muerte celular se propaga a lo largo de su cuerpo. Pero, como para tener un último hurra, las células moribundas montaron un espectáculo de luz azul brillante, según un artículo publicado en línea ayer (23 de julio) en PLOS Biology.
«Es un fenómeno realmente genial que han descubierto», dijo. dijo Sean Curran, profesor de biogerontología en la Universidad del Sur de California en Los Ángeles, que no participó en el estudio. «Y el hecho de que hayan observado el circuito que lo controla y conozcan el mecanismo molecular, creo que es fantástico».
El descubrimiento de este fenómeno inusual relacionado con la muerte se produjo como resultado de estudios sobre el envejecimiento, dijo David Gems del University College London. Una de las teorías predominantes para explicar el envejecimiento en los organismos, dijo, es que a lo largo de la vida…
Gems estudia el envejecimiento en el gusano nematodo C. elegans, y al igual que sus colegas investigadores de gusanos, asumió que estas diminutas criaturas también acumulaban lipofuscina a medida que envejecían. Aunque la lipofuscina nunca se había aislado de C elegans, la suposición se basó en el hecho de que los gusanos desarrollan una emisión fluorescente a medida que envejecen, lo que encaja con el hecho de que la lipofuscina en sí misma emite fluorescencia. Los biólogos de gusanos dijeron, oh, parece lipofuscina, y casi se tomó como un hecho, dijo Gems.
Pero Gems comenzó a sospechar. Por un lado, aunque la lipofuscina en un tubo de ensayo tiene la misma longitud de onda de emisión que la fluorescencia producida por C. elegans, su longitud de onda en células de mamíferos es diferente. Y la fluorescencia observada en los gusanos se acumula principalmente en gránulos intestinales similares a lisosomas de orgánulos ligeramente diferentes.
Además, el equipo de Gemss descubrió que, si bien la lipofuscina está compuesta de proteínas y lípidos dañados por la oxidación, la fluorescencia azul en los gusanos no aumentó cuando estuvieron expuestos al estrés oxidativo. Ahora que las sospechas aumentaron aún más, Gems volvió a examinar los datos sobre la fluorescencia relacionada con la edad en los gusanos.
Lo que la gente había hecho es observar las poblaciones de gusanos, dijo, que brillan más a medida que el grupo envejece. Pero lo que descubrimos cuando observamos gusanos individuales es que no hay un aumento en la fluorescencia hasta que mueren.
En la hora o dos que preceden a la muerte, según Gems, se obtiene esta explosión de fluorescencia, esta extraordinaria ola de fluorescencia. que pasa por el gusano. Pensamos, esto no encaja con que sea lipofuscina. Otro hallazgo incongruente fue que no solo los gusanos viejos emitían una fluorescencia azul al morir. Matar gusanos de cualquier edad, incluso larvas que presumiblemente no habrían acumulado lipofuscina dio como resultado la misma onda azul.
El análisis del contenido de gránulos intestinales aislados de las células intestinales de los gusanos reveló la verdadera fuente de fluorescencia azul: una sustancia llamada antranilato. El equipo descubrió que, si bien la fluorescencia del antranilato se apagaba por la acidez dentro de su gránulo intestinal, cuando las membranas de los orgánulos se deterioraban con la muerte celular o necrosis, el antanilato se liberaba en el citoplasma más alcalino, activando su fluorescencia. La inhibición de las vías involucradas en la necrosis evitó el estallido de fluorescencia relacionado con la muerte.
La fluorescencia actúa esencialmente como un marcador de necrosis, dijo Gems. De hecho, la ola de fluorescencia de la cabeza a la cola reflejó una ola de necrosis a través del gusano moribundo. No está claro por qué la ola de necrosis siempre se inicia en la cabeza, pero lo hace incluso si la agresión que desencadena la muerte, por ejemplo, un calor intenso, se aplica al extremo posterior del gusano. Es un misterio total, dijo Gems.
Algunas personas que miran ese [resultado] dirán, esto tiene que ser un programa, dijo Gordon Lithgow, profesor del Instituto Buck para la Investigación sobre el Envejecimiento en Novato, California, que no participó en la investigación. Pero la idea de que existe algún mecanismo en el proceso de muerte es realmente controvertida porque va en contra de la noción de que todo es simplemente daño que se acumula de manera aleatoria. Por lo tanto, identificar al iniciador de la onda será un experimento clave, agregó Curran.
Estas ondas de necrosis que se propagan también se observan, aunque localmente, dentro de los tejidos dañados en humanos, como durante un ataque cardíaco o un derrame cerebral. Por lo tanto, los gusanos moribundos podrían proporcionar más que un bonito espectáculo de luces. Para estudiar cómo se propaga la necrosis de una célula a otra en enfermedades humanas y cómo limitar esa propagación, este será un modelo fantástico, dijo Curran.
C. Coburn et al., La fluorescencia de antranilato marca una onda necrótica propagada por calcio que promueve la muerte del organismo en C. elegans, PLOS Biology, 11: e1001613, 2013.
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