El estrés oxidativo crónico compromete la integridad de los telómeros y acelera la aparición de la senescencia en las células endoteliales humanas

La senescencia replicativa y el estrés oxidativo han sido implicados en el envejecimiento, la disfunción endotelial y la aterosclerosis. La senescencia replicativa se determina principalmente por la integridad de los telómeros. En las células endoteliales, el ciclo redox del glutatión desempeña un papel predominante en la detoxificación de peróxidos. El objetivo de este estudio fue aclarar el papel del sistema antioxidante dependiente de glutatión sobre la capacidad replicativa y la dinámica de los telómeros de las células endoteliales cultivadas. Se pasaron en serie células endoteliales de vena umbilical humana, mientras se exponían a un tratamiento regular con 0.1 microM de hidroperóxido de tert-butilo, un sustrato de la glutatión peroxidasa, o 10 microM de L-butionina-S,R-sulfoximina, un inhibidor de la síntesis de glutatión. Ambos tratamientos indujeron estrés oxidativo intracelular pero no tuvieron efectos citotóxicos o citostáticos. No obstante, las culturas tratadas entraron en senescencia prematuramente (30 versus 46 duplicaciones poblacionales), según lo determinado por la tinción de beta-galactosidasa asociada a la senescencia y una marcada disminución en la densidad celular en la confluencia. En cultivos sometidos a estrés oxidativo, el análisis de fragmentos terminales de restricción (TRF) demostró un acortamiento más rápido de los telómeros (110 versus 55 pb/duplicación poblacional) y la aparición de TRFs largos y distintos después de más de 15-20 duplicaciones poblacionales. El análisis de hibridación in situ por fluorescencia de distribuciones metafásicas confirmó la presencia de mayor heterogeneidad en la longitud de los telómeros y descartó las fusiones teloméricas de extremo a extremo como fuente de los largos TRFs. Esto también fue confirmado por la digestión Bal31 de ADN genómico. De manera similar, la regulación al alza de la telomerasa no pudo explicar la aparición de largos TRFs, ya que el estrés oxidativo indujo una rápida y sostenida disminución en esta actividad. Estos hallazgos demuestran un papel clave para la homeostasis redox dependiente de glutatión en la preservación de la función de los telómeros en las células endoteliales y sugieren que la pérdida de integridad telomérica es un desencadenante principal de la aparición de la senescencia prematura bajo estrés oxidativo crónico leve.