Una de las hipótesis más extendidas sobre el envejecimiento es que resulta de la acumulación de daño no resuelto en el ADN (aproximadamente 2 × 105 lesiones por día) [1] debido a una disminución progresiva en los procesos de reparación del ADN, lo que culmina en fragilidad relacionada con la edad y disfunción tisular [2–8]. Una consecuencia de la reparación del ADN no resuelta y errónea es un estado de detención replicativa, denominado senescencia celular [9]. Aunque esta respuesta puede prevenir la transformación maligna, también puede contribuir al envejecimiento porque las células senescentes, además de contribuir a la disfunción tisular, secretan SASP proinflamatorio y crean un microambiente proinflamatorio.
La acumulación de daño en el ADN es un impulsor significativo del envejecimiento, lo que conduce a la senescencia celular y la disfunción tisular. Este artículo de investigación investiga el potencial de inhibir la metaloproteasa ADAM19 como una nueva estrategia senomórfica para mitigar la permeabilidad intestinal y los marcadores de senescencia. El estudio utiliza un enfoque múltiple, que incluye un modelo de *Drosophila melanogaster*, modelos de ratón y fibroblastos primarios humanos, para explorar los efectos de la inhibición de ADAM19.
Para comenzar, el estudio aprovecha un modelo de *Drosophila melanogaster* para examinar los efectos moleculares del daño en el ADN inducido por la radiación en el intestino. La exposición a la radiación ionizante (100 Gy) en moscas hembras adultas de 5 días de edad *w1118* indujo daño en el ADN, como lo demuestra el aumento de la expresión de γH2AX, un marcador de roturas de doble hebra de ADN. Además, el estudio observó un aumento concomitante en la expresión de β-galactosidasa, un marcador de senescencia, en el intestino de las moscas irradiadas. Este aumento tanto en γH2AX como en β-galactosidasa también se observó en el intestino de moscas de 20 días de edad en comparación con las de 7 días de edad, lo que sugiere una acumulación de células senescentes dependiente de la edad. Estos hallazgos sugieren fuertemente un vínculo entre el daño en el ADN inducido por la radiación, la senescencia celular y la disfunción intestinal relacionada con la edad en las moscas.
Basándose en estas observaciones, los investigadores emplearon un estudio de asociación de genoma completo (GWAS) utilizando 156 cepas del *Drosophila Genetic Reference Panel (DGRP)* para identificar genes que regulan la permeabilidad intestinal inducida por la radiación. El GWAS identificó a meltrin, el ortólogo de mamífero ADAM19 en *Drosophila*, como un posible modulador. Para investigar el papel de meltrin, el estudio silenció la expresión de meltrin en enterocitos (EC) utilizando el sistema Gal4-UAS. El silenciamiento de meltrin en EC, seguido de irradiación, resultó en una reducción de la permeabilidad intestinal, medida por el ensayo Smurf. Específicamente, hubo un porcentaje 2 veces menor de moscas Smurf en comparación con las moscas control irradiadas. Además, el silenciamiento de meltrin redujo significativamente la expresión de β-galactosidasa y el porcentaje de células que expresan γH2AX en moscas irradiadas. Estos resultados sugieren fuertemente que meltrin juega un papel crucial en la mediación del daño intestinal y la senescencia inducidos por la radiación en las moscas.
Dada la conservación de ADAM19 entre especies, el estudio exploró su papel en un modelo de mamífero. Los investigadores utilizaron un modelo de ratón tratado con doxorrubicina (doxo), un agente de quimioterapia conocido por inducir daño en el ADN y aumentar la permeabilidad intestinal. Para inhibir la función de ADAM19, el estudio empleó batimastat (BB-94), un inhibidor de molécula pequeña. Los ratones tratados con doxo mostraron una mayor permeabilidad intestinal, como lo indican los niveles elevados de albúmina en las heces. Sin embargo, los ratones tratados con BB-94 (5 y 20 mg/kg) mostraron niveles de albúmina significativamente más bajos en comparación con los ratones tratados con doxo. Además, el tratamiento con BB-94 redujo la expresión de la citocina inflamatoria IL-6 en el colon de los ratones tratados con doxorrubicina. El estudio también observó una tendencia de mayor expresión del marcador de punto de control del ciclo celular p21 en el colon de los ratones tratados con doxorrubicina, que se redujo significativamente con ambas dosis de BB-94. Estos hallazgos demuestran que la inhibición de ADAM19 mitiga la permeabilidad intestinal y la inflamación inducidas por doxorrubicina en ratones.
Para investigar más a fondo el mecanismo de acción de ADAM19, el estudio examinó sus efectos sobre la senescencia celular en fibroblastos primarios humanos (IMR-90). El tratamiento con doxorrubicina indujo la senescencia celular en las células IMR-90, lo que condujo a una mayor expresión de ADAM19. El silenciamiento de ADAM19 utilizando shRNA, o la inhibición farmacológica con BB-94, redujo significativamente la expresión de los factores SASP IL-6, IL-8 e IL-1α en células IMR-90 senescentes. Además, el silenciamiento de ADAM19 o el tratamiento con BB-94 disminuyeron significativamente el porcentaje de células positivas para SA-β-gal. El estudio también encontró que la proliferación de células MCF7, cuando se cultivaron en medios acondicionados recolectados de células IMR-90 senescentes, se redujo significativamente cuando las células IMR-90 tenían silenciamiento de ADAM19 o fueron tratadas con Batimastat. Estos resultados indican que ADAM19 regula el SASP y el fenotipo de senescencia en fibroblastos humanos.
Para obtener una comprensión más profunda de cómo ADAM19 influye en el SASP, los investigadores realizaron un análisis proteómico del secretoma de células IMR-90 senescentes. El análisis identificó 472 proteínas en los medios acondicionados. El estudio identificó 12 proteínas que se alteraron comúnmente tanto en el silenciamiento de ADAM19 como en las células irradiadas, con una superposición significativa y un motivo de unión rico en cisteína. El análisis de la red de proteínas mostró que estas 12 proteínas SASP son fuertes interactuadores entre sí. Este análisis reveló que el silenciamiento o la inhibición de ADAM19 alteraron significativamente la composición del SASP, lo que sugiere un papel directo o indirecto de ADAM19 en la modulación de la secreción de factores asociados a la senescencia.
En conclusión, el estudio proporciona evidencia convincente de que la inhibición de ADAM19 representa una nueva estrategia senomórfica. Los hallazgos demuestran que la inhibición de ADAM19, ya sea a través del silenciamiento genético o medios farmacológicos, reduce la permeabilidad intestinal, la inflamación y los marcadores de senescencia tanto en modelos de *Drosophila* como de ratón. Además, la inhibición de ADAM19 modula el SASP en fibroblastos humanos. El enfoque multifacético del estudio, que utiliza diversos sistemas de modelos y un análisis proteómico exhaustivo, proporciona un fuerte apoyo al potencial terapéutico de la focalización en ADAM19 en trastornos relacionados con la edad caracterizados por la senescencia celular y la disfunción intestinal.
La inhibición de ADAM19 se presenta como una prometedora estrategia senomórfica, reduciendo la permeabilidad intestinal, el daño al ADN y la expresión de SASP tanto en modelos de mosca como de ratón, con efectos similares observados en fibroblastos humanos. Estos hallazgos sugieren que atacar ADAM19 podría ofrecer una nueva vía terapéutica para mitigar la disfunción tisular y la inflamación relacionadas con la edad, justificando una mayor investigación sobre su potencial como agente senomórfico de amplio espectro.
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