Biología comparativa de los telómeros mamíferos: hipótesis sobre los estados ancestrales y los roles de los telómeros en la determinación de la longevidad

El acortamiento progresivo de los telómeros debido a la división celular (envejecimiento replicativo) proporciona una barrera para la progresión tumoral humana. Este programa no se conserva en ratones de laboratorio, que tienen telómeros más largos y telomerasa constitutiva. Se han reportado especies silvestres que utilizan/no utilizan el envejecimiento replicativo, pero falta un marco conceptual para entender sus usos de los telómeros y la evolución de diferentes fenotipos. Examinamos telómeros/telomerasa en células cultivadas de más de 60 especies de mamíferos para situar diferentes usos de los telómeros en un amplio contexto mamífero. El análisis estadístico basado en filogenia reconstruyó estados ancestrales. Nuestro análisis sugirió que el fenotipo ancestral de los mamíferos incluía telómeros cortos (< 20 kb, como ahora vemos en humanos) y telomerasa reprimida. Argumentamos que la telomerasa reprimida fue una respuesta a una mayor carga mutacional provocada por la evolución de la homeotermia. Con la telomerasa reprimida, luego vemos la evolución del envejecimiento replicativo. La longitud de los telómeros correlacionó inversamente con la esperanza de vida, mientras que la expresión de telomerasa co-evolucionó con el tamaño corporal. En múltiples ocasiones independientes, especies más pequeñas y de vida más corta cambiaron a tener telómeros más largos y expresando telomerasa. Los compromisos relacionados con la reducción de los costos energéticos/celulares de mecanismos específicos de protección oxidativa (necesarios para proteger telómeros < 20 kb en ausencia de telomerasa) podrían explicar este abandono del envejecimiento replicativo. Estas observaciones proporcionan un marco conceptual para entender diferentes usos de los telómeros en mamíferos, respaldan un papel para telómeros similares a los humanos en permitir que evolucionen mayores esperanzas de vida, demuestran la necesidad de incluir la longitud de los telómeros en el análisis de estudios comparativos de protección oxidativa en la biología del envejecimiento, e identifican qué mamíferos pueden ser usados como organismos modelo apropiados para el estudio del papel de los telómeros en el cáncer humano y el envejecimiento.