La regeneración del hígado está mediada por un conjunto de células madre que expresan telomerasa a niveles elevados

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Uno de los rasgos más característicos del hígado es que tiene la capacidad para regenerarse. La renovación de los hepatocitos, que representan el 80% de las células del hígado, se produce durante el mantenimiento normal del órgano así como tras producirse una enfermedad o daño en el hígado.  Sin embargo, hasta el momento se desconocía el origen celular de las células capaces de renovar el  hígado.

Un estudio de la Universidad de Stanford acaba de revelar que las células madre del hígado que expresan telomerasa a niveles elevados intervienen en la regeneración de este órgano, tanto en condiciones normales como en situaciones patológicas.

La telomerasa es una enzima responsable de mantener la estructura de los cromosomas. Evita que durante cada división celular se acorten los extremos de los cromosomas, los llamados telómeros, y está  activa en las células madre responsables de la renovación de muchos tejidos y en muchas células del cáncer que han perdido el control del ciclo celular. En el caso del hígado, la acción de la telomerasa ha demostrado ser importante para el correcto funcionamiento del órgano.  Por una parte, bloquear su función induce cirrosis hepática. Y de forma opuesta, mutaciones que inducen una actividad excesiva pueden llevar al desarrollo de cáncer hepático.

Cromosomas y telómeros. Imagen: Hesed Padilla-Nash y Thomas Ried (Instituto Nacional de Salud, EE.UU.).

Vista la relación de la telomerasa con la función del hígado y su presencia en las células madre implicadas en la renovación de tejidos, el equipo de investigadores de la Universidad de Stanford dirigido por Steven Artandi se planteó si la presencia de actividad telomerasa podría utilizarse como señal para identificar a las células responsables de la renovación hepática.

Los investigadores detectaron la existencia de un conjunto de hepatocitos, distribuidos por todo el órgano, que expresan la telomerasa a niveles elevados y son los responsables de repoblar el hígado tanto en condiciones normales como cuando se producen daños debido a una enfermedad o situación patológica. Sin embargo, existen algunas diferencias en ambas situaciones. El equipo observó que durante el mantenimiento normal del hígado las células que expresan grandes cantidades de telomerasa, repartidas por todo el órgano, regeneran la población de hepatocitos en sus diferentes  zonas sin que haya desplazamiento de células entre ellas. Por otra parte, cuando se producen daños en el hígado como consecuencia de una enfermedad o una lesión, se observa que la actividad de los hepatocitos que expresan niveles elevados de telomerasa aumenta. Además, en estas condiciones,  las células descendientes sí pueden desplazarse a otras regiones para sustituir all tejido dañado.

Un conjunto de hepatocitos, distribuidos por todo el hígado expresan la telomerasa a niveles elevados y son los responsables de la renovación de éste órgano. Imagen: hepatocito, Jason Spence y James M. Wells, Cincinnati Children’s Hospital Medical Center.

Por último, el análisis de ARN de las diferentes células hepáticas reveló que una de las características que presentan las células con alta capacidad para repoblar el hígado es que en ellas se produce una disminución en la actividad de genes relacionados con el metabolismo. Esto sugiere que el metabolismo y la renovación celular son funciones no compartidas por las diferentes células hepáticas. Los investigadores plantean que la ausencia de subproductos propios del metabolismo que puedan dañar el  ADN podría proteger a las células que expresan telomerasa y favorecer la transmisión de un material hereditario mejor conservado a su descendencia.

Los resultados del trabajo ofrecen una explicación a la gran capacidad regenerativa del hígado, que puede llegar a regenerarse por completo a partir de tan solo un 25% del tejido. “Estas células poco frecuentes pueden ser activadas para dividirse y formar clones por todo el hígado,” señala Steven Artandi, director del trabajo. “Conforme mueren los hepatocitos maduros, estos clones reemplazan la masa hepática, pero siguen trabajando en el lugar. No son reclutados a otras regiones del hígado. Esto puede explicar cómo el hígado puede reparar rápidamente el daño independientemente de dónde ocurre en el órgano”.

Además, ofrecen soluciones terapéuticas a diferentes problemas hepáticos y plantean una posible relación con el desarrollo del cáncer de hígado. “Podríamos imaginar desarrollar fármacos que protejan a estas células que expresan telomerasa  o formas de utilizar la terapia celular para renovar los hígados,” señala Artandi. “Respecto al cáncer, creo que estas células son fuertes candidatas a ser el origen celular del mismo. Finalmente estamos empezando a entender cómo funciona este órgano.”

Fuente: Telomerase-expressing liver cells regenerate the organ. http://med.stanford.edu/news/all-news/2018/04/telomerase-expressing-liver-cells-regenerate-the-organ.html