Deficiencia en la reparación del adn y exposición a agentes físicos en la integridad celular durante el envejecimiento

Résumé

El envejecimiento es el conjunto de alteraciones o procesos degenerativos que se producen en todo ser vivo con el paso del tiempo que perturban el funcionamiento de órganos vitales y que conducen a un incremento del riesgo de cáncer y enfermedades degenerativas, pérdida de la capacidad funcional y finalmente a la muerte. Es un proceso deletéreo, progresivo, intrínseco y universal que aumenta la entropía a consecuencia de la interacción de la genética del individuo y su medio ambiente. Aunque el papel de los genes RAD52 y HDF1 en el envejecimiento replicativo está bien definido, actualmente no se conoce el papel que dichos genes juegan en el envejecimiento cronológico. En los últimos años se ha producido un aumento sin precedentes, por su número y diversidad, de las fuentes de campos eléctricos y magnéticos utilizadas con fines personales, industriales y comerciales. Estamos sometidos a campos magnéticos, tanto de origen natural como artificial, de ahí la preocupación sobre sus efectos en la salud. No existen hasta el momento estudios publicados sobre los efectos de los campos magnéticos en el envejecimiento cronológico celular. Debido a la importancia de este fenómeno natural, cuyas alteraciones podrían influir en la inducción de cáncer, se hace necesario investigar en este campo con el propósito de conocer las alteraciones celulares y moleculares que pudieran producirse. Los objetivos generales del presente trabajo son por un lado estudiar el papel que la deficiencia en la reparación de roturas dobles de cadena de ADN tiene en el envejecimiento cronológico celular y por otro, evaluar el efecto de la exposición a agentes físicos (campos magnéticos, radiación ultravioleta C y choque térmico) sobre la integridad celular durante el proceso de envejecimiento cronológico. Se utilizó como modelo de estudio la levadura S. cerevisiae tipo salvaje (WS8105-1C) y los mutantes hdf1, rad52 y rad52 hdf1. Se realizarón exposiciones a campo magnético sinusoidal (2,45 mT, 50 Hz, contínuo), campo magnético pulsado (1,5 mT, 25 Hz, 8h/día), radiación ultravioleta C (50 J/m2) y choque térmico (52°C). El envejecimiento cronológico se evaluó mediante ensayo clonogénico y drop test. Se evaluó la integridad del ADN mediante electroforesis en gel de agarosa, el estado metabólico mediante el índice de competencia respiratoria y la frecuencia de mutaciones mediante replica de placas en distintos medios de cultivo. Los resultados muestran que la inactivación de la vía de reparación de roturas dobles de cadena de ADN por recombinación homóloga (RAD52) conduce a un envejecimiento cronológico prematuro que produce un incremento en la degradación del ADN. La pérdida de la capacidad de reparación de roturas dobles de cadena de ADN altera el estado metabólico celular produciéndose un descenso del metabolismo oxidativo, estando implicada principalmente, durante el envejecimiento, la vía de unión de extremos no homólogos (HDF1). Se produjo además un incremento de la frecuencia de mutaciones espontáneas. La exposición a campo magnético pulsado produjo una aceleración del envejecimiento cronológico celular, un aumento de la degradación del ADN genómico, modificó, en células envejecidas, la respuesta celular frente al daño inducido por radiación UVC y alteró la frecuencia espontánea de mutaciones mitocondriales durante el envejecimiento. Sin embargo, las exposiciones a choque térmico y a campo magnético sinusoidal no tuvieron efecto. Como conclusión se deduce que el gen RAD52 y por tanto la ruta de reparación de roturas de ADN por recombinación homóloga, es la principal para mantener la integridad del genoma y prevenir así el envejecimiento precoz de esta cepa de S. cerevisiae. El campo magnético pulsado produce una aceleración del envejecimiento cronológico mediante alteraciones en la integridad del genoma. La expresión del gen RAD52 podría ser un buen biomarcador del envejecimiento cronológico. La degradación del ADN observada durante el envejecimiento así como el incremento producido por el campo magnético pulsado podrían ser factores promotores de la carcinogénesis.